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齒輪修復案例

更新日期:2018-06-22
摘要:

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齒輪是裝備制造業中不可替代的關鍵性基礎零部件,其廣泛應用于航空航天、石油化工、風機、汽車等領域,由于各種原因造成的齒輪磨損導致其失效變得越來越多,而鍛造齒輪需要嚴格的工作條件,因此修復受損的齒輪變得尤為重要。

 

 

 

 

 

沈陽金研激光近日修復了材料為35CrMo的大型齒輪,該齒輪直徑約2.6米,經檢查發現齒根斷裂且齒面有裂紋。要求修復后其表層硬度需達到HRC62~65,內部硬度需達到HRC32~36,因原工件表面做過滲氮處理,本身耐磨性、表面硬度等都很高,處理難度較大。

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打磨后

我公司采用先進的修復技術修復該齒輪,修出齒型后,在其表面制出硬層,增加其硬度及耐磨度。著色檢查,無其他缺陷顯示。

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修復后

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齒輪的失效形式
1、齒面磨損
對于開式齒輪傳動或含有不清潔的潤滑油的閉式齒輪傳動,由于嚙合齒面間的相對滑動,使一些較硬的磨粒進入了摩擦表面,從而使齒廓改變,側隙加大,以至于齒輪過度減薄導致齒斷。一般情況下,只有在潤滑油中夾雜磨粒時,才會在運行中引起齒面磨粒磨損。

2、齒面嚙合

對于高速重載的齒輪傳動中,因齒面間的摩擦力較大,相對速度大,致使嚙合區溫度過高,一旦潤滑條件不良,齒面間的油膜便會消失,使得兩輪齒的金屬表面直接接觸,從而發生相互粘結。當兩齒面繼續相對運動時,較硬的齒面將較軟的齒面上的部分材料沿滑動方向撕下而形成溝紋。

3、疲勞點蝕

相互嚙合的兩輪齒接觸時,齒面間的作用力和反作用力使兩工作表面上產生接觸應力,由于嚙合點的位置是變化的,且齒輪做的是周期性的運動,所以接觸應力是按脈動循環變化的。齒面長時間在這種交變接觸應力作用下,在齒面的刀痕處會出現小的裂紋,隨著時間的推移,這種裂紋逐漸在表層橫向擴展,裂紋形成環狀后,使輪齒的表面產生微小面積的剝落而形成一些疲勞淺坑。

4、輪齒折斷

在運行工程中承受載荷的齒輪,如同懸臂梁,其根部受到脈沖的周期性應力超過齒輪材料的疲勞極限時,會在根部產生裂紋,并逐步擴展,當剩余部分無法承受傳動載荷時就會發生斷齒現象。齒輪由于工作中嚴重的沖擊、偏載以及材質不均勻也可能引起斷齒。

5、齒面塑性變形

在沖擊載荷或重載下,齒面易產生局部的塑性變形,從而使漸開線齒廓的曲面發生變形。

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