大型开式齿轮常见损伤及润滑分析

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磨损是指由于机械、化学或其它因素导致材料的慢速损失，齿轮表面发生改变。并非所有的磨损都定义为损伤，对于大型开式齿轮，齿轮运行初期发生的正常磨损有利于改善设备运行状态和润滑条件。

1.1 正常磨损。这种磨损发生在齿轮运转的早期阶段，粗糙的开式齿轮表面的机加钝迹逐渐消失，齿面呈光亮状态，常称为跑合磨损。磨光和中等磨损都属于正常磨损类型。正常磨损的形貌特征：磨光是-种缓慢的磨合，两接触齿面的凹凸不平逐渐被磨去，机加工痕迹逐渐消失，因此产生光滑的齿面，磨光对改善齿轮的运转状态有积极的促进作用，在节曲面附近出现-条连续的条带。对于新制大型开式齿轮或翻面使用的齿面，在齿轮的运行初期 ，必须通过磨合过程来达到磨光的目的，借助专用磨合润滑剂快速降低表面粗糙度、提高接触比例，防止出现初期损伤，为后期取得良好润滑状态创造条件。

1.2 磨料磨损。磨料磨损指由于混在润滑剂中的坚硬颗粒(如砂粒、锈蚀物、金属杂质等)，在齿面啮合时的相对运动中，使齿面材料发生遗失或错位。磨料磨损的形貌特征：齿面出现不同尺寸的分散凹坑，其边缘比较圆滑。此种损伤类型与润滑无关，且不会持续扩展，但降低了齿轮的接触比例，可采取如下预防性措施：第-，在设备的安装阶段，清除齿轮副和齿轮罩上的杂质；第二，若采用喷射润滑或循环润滑方式，需做好润滑系统相关部件的清洁工作，避免杂质混入。若采用油池润滑方式，需仔细清理油池和带油部件；第三，改善润滑系统和齿轮罩的密封条件，避免外部异物混入润滑剂。

1.3 过度磨损。过度磨损是指由于长期使用性能欠缺的润滑剂，抗磨损性能差，摩擦系数过高，大的滑动摩擦力使轮齿表面快速磨损，从而使齿轮副达不到设计寿命。过度磨损的形貌特征：齿轮表面明显粗糙，严重时齿廓失去渐开线形状，通常过度磨损的齿轮伴随着胶合、擦伤等损伤，齿轮的过度磨损和所用润滑剂性能直接相关。要求润滑剂具有适合T况推荐的工作粘度，含极压添加剂、良好的抗磨性能、低的滑动摩擦系数，能够有效降低齿轮的磨损速度，延长齿轮寿命。

2 擦伤擦伤是由于齿轮表面承受过大的接触压力、润滑剂极雁性能不足或齿面缺乏足够的润滑剂，导致润滑油膜不能建立，齿轮处于干摩擦或边界摩擦状态，啮合齿面直接接触，造成齿轮材料的移除。擦伤的形貌特征：在齿面上沿滑动方向出现沟槽，主要分布在滑动速度较快的齿顶、齿根区域。防止齿轮擦伤，除避免设备超负荷运行，造成轮齿接触压力过大外还应选用承载能力强、粘度高的润滑剂，改善润滑条件，提高油膜厚度；保障足量的润滑剂到达啮合齿面，若采取喷射润滑方式，需合理设置系统参数，避免喷射间隔时间过长、润滑剂用量过低，在运行中注意防止出现润滑系统故障，若采取油池润滑方式，需在日常检查中注意液位的高低，尤其是当齿轮中心线和油池液面具有-定斜度时，注亩由位的高度应以高端为准。

3 胶合胶合是由于齿轮承受过大的接触压力或较高的齿面温度，导致润滑油膜不能建立，齿面上不平的峰谷在接触时发生局部高压熔焊，而后随着齿面的相对运动，促使节点发生塑性变形和破裂，导致齿面材料的损失和迁移。由于高温导致润滑失效而形成的胶和称为热胶和”，由于啮合齿轮间接触压力超过润滑油承载能力导致润滑失效而形成的胶和称为冷胶合”。

胶合的形貌特征：相互啮合齿面间齿面表层材料发生撕裂，形成连续的、-定面积、-定深度的凹坑，严重时可能覆盖整个齿宽『合通常发生在相对滑动速度较高的齿顶和齿根区域。

对于胶合损伤，-方面需要避免超负荷运行，即便齿轮短时处于过载状态，过大的接触压力也会在齿面上产生胶合。另外在润滑方面必须选择合适的润滑剂，由于胶和现象必须在破坏润滑油膜时才能发生，因此选用粘度高、粘附l生能好、含极压添加剂的齿轮润滑剂能够抑制胶合的产生。

4 点蚀和剥落点蚀的初期形貌是疲劳裂纹。若轮齿接触应力超过极限应力值，并达到-定的循环次数时，材料就可能出现疲劳裂纹。随着这些裂纹扩展、连接，最终造成齿面金属材料的脱落，形成初期点蚀，并可能持续发展为扩展性点蚀、片蚀或剥落。点蚀损伤对齿轮的使用寿命有较大的影响，严重时使齿轮厚度大大减少，甚至出现断齿。

点蚀的形貌特征：齿面金属材料的遗失、 现凹坑、且凹坑的边缘较为尖锐。对于点蚀损伤，需抑制其发展源头，即裂纹的产生，在开式齿轮的不同运行阶段，借助于润滑，可以防止点蚀的出现。

5 塑性变形轮齿的塑性变形是-种卸去施加的载荷后不能恢复的变形，其诱因都是轮齿受过大载荷造成的。轮齿的塑性变形可以分为两大类：齿体塑变和齿面塑变。前者是由于齿体材料受到的应力超过弹陛极限所致，而后者除了高应力外还与轮齿啮和时的摩擦条件有关(摩擦使齿面材料流动)。对于开式齿轮，典型的齿面塑变类型为起脊。起脊的形貌特征：齿轮材料在齿表上流动，齿面上出现类似山脊的形状，平行于齿轮的啮合线，严重时沿整个齿宽分布。

对于开式齿轮，过大的冲击载荷和滑动摩擦力是形成塑性变形的主要因素，除设备安装、维护时注意保证各安装限度和尺寸外，良好的润滑条件能够缓解塑l生变形的产生。

6 选择合适开式齿轮润滑剂通过对上述常见损伤分析，对于不同运行阶段的大型开式齿轮，对润滑剂有着完全不同的要求，新齿轮表面粗糙，接触比例偏低，不可避免 现轻微擦伤和疲劳裂纹，因此需防止轻微擦伤持续发展为严重擦伤，防止疲劳裂纹持续发展为点蚀和剥落。必须借助特殊的磨合润滑剂，当齿表具备足够的接触比例后，磨光阶段即可结束，此时齿面具备形成良好润滑油膜的基本条件。要求选用的润滑剂具备高的粘度，承载能力强、粘附性能好、含极压添加剂、良好的抗磨损性能、适应齿面较高的工作温度等。

目前威特魔力ENVIROLUBE为吊斗铲各种齿轮的磨合提供型号为320、800、1000等专用的磨合润滑剂，同时适用于喷射、循环、油池等多种润滑方式，从吊斗铲运行 25000检修过程中发现：左侧行走减速箱二级驱动轮有-处剥落，右侧行走减速箱大齿轮有三处点蚀，其他润滑良好。

结语 ：润滑在机械传动中和设备保养中均起着重要作用，润滑能影响到设备陛能、精度和寿命。对企业的设备应按技术规范的要求，正确选用各类润滑材料，并按规定的润滑时问、部位、数量进行润滑，从而保证设备的正常运行、延长设备寿命 、降低能耗、防治污染，达到提高经济效益的目的。因此，搞好设备的润滑工作是企业设备管理中不可忽视的重要环节。