Înțelegerea uzurii angrenajelor
Definiție: Ce este uzura angrenajelor?
Uzura angrenajului este pierderea progresivă de material de pe suprafețele dinților angrenajelor din cauza proceselor mecanice, inclusiv abraziunea, aderența, oboseala superficială și coroziunea. Spre deosebire de defecțiunile bruște cauzate de ruperea dinților, uzura angrenajelor este o degradare graduală care modifică geometria profilului dintelui, crește jocul, crește zgomotul și vibrații niveluri și, în cele din urmă, duce la insuficiență funcțională atunci când uzura dinților devine excesivă sau trece la moduri de deteriorare mai severe, cum ar fi gropi sau fractură dentară.
Înțelegerea mecanismelor de uzură a angrenajelor și monitorizarea progresiei uzurii prin analiza vibrațiilor, analiza uleiului și inspecțiile periodice permit strategii de întreținere predictivă care optimizează fiabilitatea cutiei de viteze și reduc la minimum timpii de nefuncționare neplanificați.
Tipuri și mecanisme de uzură a angrenajelor
1. Uzură abrazivă
Cel mai frecvent mecanism de uzură în cutiile de viteze industriale:
- Cauza: Particule dure (murdărie, așchii metalice, resturi de uzură) din lubrifiant care acționează ca abraziv
- Proces: Particulele prinse între suprafețele dinților îndepărtează materialul prin acțiunea de măcinare
- Aspect: Suprafețe dentare lustruite și netede; materialul este îndepărtat uniform
- Rată: Proporțional cu nivelul de contaminare și cu încărcătura
- Prevenire: Filtrare eficientă, etanșare, asamblare curată
2. Uzura adezivului (zgârieturi/zgârieturi)
Apare sub sarcină severă sau lubrifiere inadecvată:
- Cauza: Ruperea peliculei de lubrifiant care permite contactul metal-metal
- Proces: Sudură și ruptură microscopică la punctele de contact glisante
- Aspect: Suprafețe rugoase, rupte; transfer de material între dinții de contact; urme de zgârieturi în direcția de alunecare
- Severitate: Poate progresa rapid odată inițiat, ducând la eșecuri catastrofale
- Prevenire: Lubrifiere adecvată, aditivi pentru presiune extremă (EP), sarcini reduse
3. Micropitting
Uzura superficială prin oboseală creează o textură fină a suprafeței:
- Cauza: Pelicule subțiri de lubrifiant care permit solicitări mari de contact la suprafață
- Aspect: Suprafață gri mată; mii de gropițe microscopice (10-50 µm)
- Locaţie: De obicei, aproape de linia de înclinare unde se combină rostogolirea și alunecarea
- Progresie: Se poate stabiliza (ușor) sau progresa spre macropitting (sever)
- Efect: Modifică profilul dinților, crește zgomotul și vibrațiile
4. Uzură moderată (normală)
- Lustruire treptată și îndepărtare a materialului de-a lungul anilor
- Așteptat într-o oarecare măsură la toate angrenajele
- Ritmul ar trebui să fie previzibil și lent (< 0,1 mm de-a lungul anilor)
- Acceptabil dacă se încadrează în toleranțele de proiectare
5. Uzură corozivă
- Cauza: Umiditate, lubrifianți acizi sau contaminare chimică
- Aspect: Pete de culoarea ruginii, rugozitatea suprafeței, coroziunea
- Comun: Când cutiile de viteze stau în gol din cauza umezelii
- Prevenire: Etanșare adecvată, inhibitori de coroziune, protecție la depozitare
Efectele uzurii angrenajelor
Modificări geometrice
- Modificare profil: Profilul involutar se degradează, afectând acțiunea conjugatului
- Reacție adversă crescută: Pierderea de material crește spațiul dintre dinții de conjugare
- Raport de contact redus: Mai puțini dinți în contact simultan
- Concentrarea sarcinii: Materialul rămas suportă o solicitare mai mare
Degradarea performanței
- Vibrații crescute: Contactul slab al dinților creează impacturi și rigiditate variabilă a plasei
- Zgomot: Zdrăngănit de la reacție, scâncet de la rugozitatea suprafeței
- Eficiență redusă: Pierderi crescute prin frecare
- Pierdere de precizie: Jocul crescut afectează precizia poziționării
Deteriorare accelerată
- Dinții uzați suportă sarcini mai mari (mai puțini dinți împart sarcina)
- Concentrarea stresului în zonele uzate
- Tranziția către coroziune sau fractură dentară
- Generează resturi de uzură care accelerează uzura (feedback pozitiv)
Metode de detectare
Analiza vibrațiilor
- GMF Tendințe privind amplitudinea: Creșterea treptată indică uzură progresivă
- Dezvoltare armonică: Apariția și creșterea 2×GMF, 3×GMF
- Benzi laterale: Dezvoltarea benzilor laterale de viteză a arborelui în jurul GMF
- Zgomot în bandă largă: Conținut crescut de înaltă frecvență din cauza rugozității suprafeței
- Formă de undă temporală: Creșterea neregulilor și impactul acestora
Analiza uleiului
- Analiza particulelor de uzură: Concentrația de fier în probele de ulei
- Ferografie: Morfologia particulelor (particule de frecare vs. tăiere vs. oboseală)
- Analiză spectrografică: Compoziția elementară care dezvăluie metalele de uzură
- Numărarea particulelor: Concentrația și distribuția dimensiunilor particulelor în tendințe
- Detectare timpurie: Analiza uleiului poate detecta uzura înainte de apariția simptomelor de vibrații
Inspecție vizuală
- Inspecție boroscopică fără demontare
- Inspecție completă în timpul reviziilor
- Măsurați grosimea dintelui la linia de pas
- Verificați modelele de contact (albăstrire sau transfer de strat)
- Fotografiați dinții pentru comparație istorică
- Comparați cu limitele de uzură ale producătorului
Monitorizarea zgomotului
- Emisia acustică de la contactele dinților
- Măsurători cu ultrasunete pentru starea suprafeței
- Modificări ale zgomotului audibil care indică progresia uzurii
Prevenirea și prelungirea vieții
Lubrifiere adecvată
- Vâscozitatea corectă a lubrifiantului pentru sarcină și viteză
- Aditivi EP (presiune extremă) pentru sarcini mari
- Cantitate și debit adecvate de lubrifiant
- Mențineți curățenia uleiului prin filtrare
- Schimbări regulate de ulei conform programului producătorului
Controlul contaminării
- Etanșare eficientă pentru a preveni pătrunderea particulelor
- Respiratoare cu filtre
- Practici curate de asamblare și întreținere
- Sisteme de filtrare a uleiului (debit absolut 10-25 µm)
Gestionarea încărcării
- Funcționează în limitele sarcinilor nominale
- Evitați încărcările șocante sau schimbările bruște de sarcină
- Monitorizați cuplul și transmisia puterii
- Luați în considerare mărirea cutiei de viteze dacă este supraîncărcată constant
Aliniere și instalare
- Asigurați o aliniere corectă a angrenajelor (modelul de contact pe întreaga lățime a feței)
- Corectarea nealinierii arborelui care creează încărcare pe muchie
- Alegerea și întreținerea corectă a rulmenților
- Verificați jocul în limitele specificațiilor
Când se înlocuiesc angrenajele
Criterii de înlocuire
- Grosimea dinților: Uzură peste limitele specificate de producător (de obicei pierdere de material 10-20%)
- Niveluri de vibrații: Amplitudinea GMF depășește limitele de alarmă în ciuda îmbunătățirilor lubrifierii
- Extinderea coroziunii: > 30% a suprafeței dintelui care prezintă coroziuni moderate până la severe
- Zgârieturi/zgârieturi: Orice scor moderat până la sever indică necesitatea înlocuirii
- Zgomot: Zgomot excesiv care indică un contact slab al dinților
- Reacție adversă: Depășirea valorilor maxime specificate
Considerații privind momentul
- Planificați înlocuirea în timpul întreruperilor programate
- Înlocuiți perechile de angrenaje împreună (angrenajele perechilor se uzează împreună)
- Luați în considerare înlocuirea completă a cutiei de viteze față de înlocuirea angrenajului dacă carcasa este deteriorată
- Comandați angrenaje de schimb din timp (pot exista termene lungi de livrare)
Uzura angrenajelor este o consecință inevitabilă a transmisiei puterii, dar printr-o lubrifiere adecvată, controlul contaminării și monitorizarea stării, ratele de uzură pot fi reduse la minimum, iar durata de viață a cutiei de viteze poate fi maximizată. Monitorizarea sistematică a frecvenței de angrenare a angrenajelor și a benzilor laterale ale acestora, combinată cu analiza uleiului, permite detectarea timpurie a uzurii anormale și permite înlocuirea planificată a angrenajelor înainte de apariția defecțiunilor catastrofale.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 