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当前位置: 首页 > 新闻频道 > 专业论文 > 工程机械减速机齿轮失效优化策略
工程机械减速机齿轮失效优化策略
来源:作者:陈玮 单位:河北钢铁集团司家营研山铁矿有限公司    发表时间:2021/1/8 15:40:00  浏览次数:
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摘要:结合工程项目的特点,对机械减速机的运行状态进行分析,总结减速机齿轮失效原因,旨在通过各项影响因素的研究避免齿轮失效问题的出现,以更好的提高工程机械设备的使用效率,为行业的稳步运行提供支持。

关键词:机械减速机;齿轮失效;运用

在当前机械行业运行及发展中,对机械工程的质量要求逐渐提升,将工程机械项目运用在建设行业中,不仅可以提高机械工程的生产效率,而且也可以满足行业的可持续发展需求。但是,在工程机械减速机使用中,存在着齿轮失效的问题,如轮齿折断、齿面胶合等问题。若这些问题不能得到及时解决,会影响工程机械设备的使用的价值,而且也会为行业的发展带来限制。因此,伴随机械工程产业的运行,在减速机齿轮使用中,设备维护人员需要及时分析减速机齿轮失效的问题,通过失效处理方案的调整,细化工程机械减速机齿轮的运用方案,以满足行业的可持续发展需求。

1工程机械减速机齿轮

1.1机械齿轮

机械齿轮主要是帮助工程项目传递物体,在具体的机械齿轮传动中,对齿轮的要求相对较高,也就是说,在具体的机械设备使用中,需要充分保证齿轮运转的平稳性,以提升机械设备的承载能力。在机械齿轮传动中,其特点如下:第一,传动效率高。根据机械齿轮的运行特点,其存在着传动效率高的特点,传动的效率可以达到99%的状态。第二,传动稳定。在机械齿轮使用中,齿轮的传动链及齿轮的传动比空间范围较小,有效节约了齿轮的占比及空间。第三,节约空间。在齿轮传动中,齿轮传动所需要的空间范围小,可以充分满足机械工程项目的设备使用需求。第四,机械传动设备的使用寿命长,工艺设备的做工精良,将其运用在具体的工程设备中,可以延长设备的使用寿命[1]。

1.2齿轮传动的类型

工程机械齿轮传动类型包括:第一,按照齿轮装置的特点,可以将其分为开式齿轮传动、半开式齿轮传动以及闭式齿轮传动。对于不同的设备形式,不同传动状态存在差异:首先,在开式齿轮传动中,设备一直暴露在外部环境下,容易出现磨损的问题;其次,在半开式齿轮传动设备使用中,防护设备装置相对简单,而且,齿轮的润滑状态可以得到明显的改善;最后,在闭式齿轮设备使用中,由于设备处于全部封闭的状态,其润滑状态良好,通常被运用在重要的工艺结构中。第二,按照齿轮使用状态进行划分,可以将其分为:首先,动力齿轮,主要以传输动力为主,通常被运用在高速重载以及低速重载传动的环境下;其次,传动齿轮主要以传递为核心,主要被运用在轻载高精度的传动环境下。

1.3材料选择

齿轮机材料选择中,首先,锻钢,在锻钢材料选择中,若齿面硬度HBS≤350,将其称为软齿面齿轮,这种材料主要使用40Cr、35SiMn等中碳钢材料,通过热处理工艺方法的选择,进行切齿工序的协调。若选择的齿面硬度在40-65HRC之间,通过热处理,可以避免轮齿变形问题的出现。其次,铸钢材料选择中,通常会使用ZG270-500以及ZG340-640的铸钢材料,由于材料具有较强的耐磨性及强度,通过精确加工,可以降低大型轮齿的锻造风险,提高设备调质处理的效果。最后,非金属材料。对于一些对高速、精度的要求不高的齿轮传动设备,为了在使用中降低噪音问题,通常会选择非金属材料,由于其传动的噪声较小,将其称之为无声齿轮。

2工程机械减速机齿轮失效问题

2.1轮齿折断问题

在工程机械的减速机齿轮运行中,轮齿折断问题主要体现在以下几个方面:第一,过载折断问题。通过对工程机械减速机使用状况的分析,当齿面受到过大的荷载冲击时,会增加齿轮应力,从而出现较为严重的过载段裂问题,这种现象通常被称为短期过载。需要注意的是,当齿轮发生了过载折断的问题,其整个段裂面呈现出放射的状态,放射的中心就是断裂源。第二,疲劳断裂问题。在工程机械减速机齿轮运行中,设备在循环荷载的作用下,齿轮根的弯曲应力相对集中,当机械设备超过了疲劳极限时,容易产生疲劳裂纹,从而增加齿轮折断的可能。而且,在减速机长期、循环使用中,当遇到齿轮材料不当、加工精度低的问题,会降低齿轮的实际荷载,降低工程产业的实际使用效率。第三,随机折断问题,根据齿轮材料缺陷以及剥落的问题,当设备处于局部集中运行的状态,会发生局部折断的问题。

2.2齿面胶合问题

结合减速机齿轮的运行特点,在高速重载传动的过程中,受到啮合区温度升高因素的影响,会使润滑油膜破坏,两齿面金属会直接粘结,齿面也会出现滑动问题,在齿轮较软的情况下,会出现胶合问题。而且,在不同的齿轮设备运用中,胶合呈现出轻微胶合、中等胶合的状态,齿面胶合在不同的影响因素下会发生磨损以及传动不稳定的问题,无法满足工程机械设备的高效使用需求[2].

2.3齿面点蚀问题

在机械齿轮工作中,啮合表面上的任意一点会产生相应的接触应力,而且,齿面接触力会超过材料极限应力,整体结构表面会出现轻微的疲劳裂纹现象,这种现象若不能及时控制,会降低齿轮机械设备的使用效果。而且,在裂缝扩展的情况下,点蚀问题会降低设备的承载效果,设备在冲击及噪音的影响下,会出现轮齿折断的问题。所以,在机械轮齿设备使用中,为了更好的增强设备的运用效率,需要将齿面点蚀作为重点,通过多样化设备维护方案的落实,提高设备运用的稳定性。

2.4齿面磨损的问题

结合机械轮齿设备的运用特点,齿面磨损问题体现在以下几个方面:第一,在齿轮及运行中,当硬屑粒进入到齿面时,会出现磨粒磨损的问题,会降低齿轮机的使用效果;第二,当齿轮机表面遇到磨损的问题,会增加齿轮机的磨损程度,长期使用中会改变齿轮形状发生,从而出现噪声及振动问题,导致设备传动失效。第三,齿轮面磨损的情况下,当齿轮磨损超过原齿厚的10%时,会降低齿轮的使用寿命。第四,当齿轮受到塑性形变的影响,齿轮的机械设备会受到低速重载、频繁启动的影响,导致齿轮的齿面受到超过材料因素的影响,降低工程机械设备的使用效果[3]。

3工程机械减速机齿轮失效的优化策略

3.1强调齿轮的安装精度

根据工程机械设备的使用状况,在减速机齿轮安装中,需要确定以下安装方案:第一,合理选择材料。在工程机械项目的减速机齿轮安装中,需要科学选择材料,根据设备材料的强度、韧性以及工艺特点等,总结选择齿轮材料,以增强工程机械齿轮的承载能力。如,在Ni-Cr以及Ni-Cr-Mo的合金掺碳钢的材料选择中,其材料主要以钢材为主,并按照设备的工艺结构特点以及模数状态,增强齿轮的稳定性,并有效延长设备的使用寿命。第二,热处理技术。在工程机械减速机齿轮安装中,当采用热处理工艺时,可以更好的改善齿轮材质,而且也可以更好的提高设备材料硬度,避免齿轮面局部过载问题,增强齿轮路面的抗剥落能力。第三,修复。在齿轮安装中,为了保证材料的强度及硬度,需要按照磨光机整合需求,落实热处理处理工艺,以更好的增强齿轮硬度及强度[4]。

3.2调节齿轮减速箱温度

在机械齿轮运行中,不同类型中的设备结构存在差异,其中的减速箱作为重要的调节设备,在不同的工作环境下,会使齿轮减速箱的运行状态发生改变,对于相关的设备操作人员,在具体的设备调整中,需要根据机械减速机齿轮的特点,控制减速箱的外部环境及工作温度,避免温度对机械设备造成的影响,提升齿轮的运行及调整效果。通常情况下,在轮齿减速箱的温度调节中需要做到以下内容:第一,若设备维护人员忽视了对齿轮减速箱的温度维护,会引发设备的机械故障,因此,在对减速机的外部工作温度控制中,需要根据设备的运行状态,进行设备温度的控制,如,在齿轮变速箱上安装风扇或是散热器,但是,由于设备工作环境的特殊性,需要利用空调对设备的外部环境进行协调,以提高机械减速机的运行效率,保证齿轮减速箱的稳定运行。第二,应该注意的是,在齿轮减速设备的温度调节及控制中,设备维护人员需要仔细分析齿轮减速箱对内部呼吸设备的影响,当遇到箱体温度逐渐升高的问题,需要利用呼吸机调节箱体内外的空气状态,并将设备温度控制在合理的范围内,使机械减速机齿轮处于正常运行状态[5]。

3.3增强齿轮机的润滑度

结合齿轮设备的运用特点,通过有效润滑方案的落实,可以降低齿轮故障,因此,在有效润滑方案调整中需要做到:第一,保证机械齿轮的合理润滑,在机械设备使用中,通过良好润滑的控制,可以降低设备零件的磨损程度,如,在低速传动其使用中,通过黏度大润滑油的使用,可以增强传动设备的使用效果,而且也可以满足机械减速机齿轮的运用需求。第二,定期更换润滑油的过程中,可以避免油脂变速加快齿轮的磨损状态。在齿轮机使用中,为了保证设备的润滑度,需要在防止设备疲劳的角度出发,通过供油量的科学控制,增强齿轮机使用的稳定性。需要注意的是,在齿轮机供油量增加的情况下,会出现啮合挤压的问题,这种现象会在局部产生压力,增大设备的接触应力。而且,在润滑油较多的情况下,高压作用会增加裂缝数量,导致疲劳点扩展,因此,为了在齿轮机使用中,为了提升设备的使用效果,需要充分考虑供油量问题,以更好的提升齿轮机的润滑性。第三,在减速机润滑方案调节中,通过润滑剂的科学运用,可以延长设备的使用寿命,避免重承载设备对减速机运行带来限制,所以,在具体的机械设备使用中,应该采用强制润滑的方法,使齿面以及轴承处于良好的运行状态,提高设备使用效率[6]。

4结束语

总而言之,在工业产业运行中,设备管理者为了提高机械轮齿设备的使用效率,在机械减速机齿轮设备维护及调整中,设备维护人员需要根据齿轮的运行特点,进行设备的管理及调整,以更好的提高机械设备的运用效果,满足工业产业的设备管理需求。而且,在机械减速机齿轮使用中,设备维护管理者需要根据工程特点,确定具体的设备管理机制,通过轮齿的精确度安装、轮齿减速机温度的控制以及设备维护方案的落实等,提高机械减速机的使用效率,为行业的稳步运行提供支持。

参考文献:

[1]徐思家,梁贺,孙新华.旋挖钻机动力头减速机和动力箱齿轮油冷却过滤液压系统设计[J].环球市场,2019(33):376.

[2]唐永涛,牛军燕,刘杰.水电站门机起升减速机高速齿轮轴断裂失效分析[J].机械工程与自动化,2019(4):161-162.

[3]梁维典.减速机中速轴大齿轮位移故障原因分析[J].机械工程师,2015(5):196-197.

[4]王灿,马国,张冬梅.工程机械减速机齿轮失效分析[J].热加工工艺,2017,46(20):254-256.

[5]朱正.某减速机齿轮崩齿失效分析[J].山东化工,2016,45(08):84-87.

[6]白金锁,李永康.刮板输送机用减速器齿轮轴失效分析及改进措施[J].机械工程与自动化,2015(06):214-215.

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