Розуміння зносу спорядження
Визначення: Що таке знос спорядження?
Знос шестерень – це поступова втрата матеріалу з поверхонь зубів шестерень внаслідок механічних процесів, включаючи стирання, адгезію, втому поверхні та корозію. На відміну від раптових поломок зубів, знос шестерень – це поступова деградація, яка змінює геометрію профілю зубів, збільшує люфт, підвищує шум та вібрація рівнів, і зрештою призводить до функціональної недостатності, коли знос зубів стає надмірним або переходить до більш серйозних режимів пошкодження, таких як точкова ямка або перелом зуба.
Розуміння механізмів зношування шестерень та моніторинг прогресування зношування через аналіз вібрації, аналіз масла та періодичні перевірки дозволяють використовувати стратегії прогнозного обслуговування, які оптимізують надійність коробки передач та мінімізують незапланований час простою.
Типи та механізми зносу шестерень
1. Абразивний знос
Найпоширеніший механізм зносу в промислових коробках передач:
- Причина: Тверді частинки (бруд, металева стружка, уламки зносу) у мастилі, що діють як абразив
- Процес: Частинки, що затримуються між поверхнями зубів, видаляють матеріал шляхом шліфування
- Зовнішній вигляд: Поліровані, гладкі поверхні зубів; матеріал видаляється рівномірно
- Оцінка: Пропорційно рівню забруднення та навантаженню
- Профілактика: Ефективна фільтрація, герметизація, чиста збірка
2. Адгезійне зношування (подряпини/задири)
Виникає при сильному навантаженні або недостатньому змащенні:
- Причина: Руйнування мастильної плівки, що дозволяє контакт металу з металом
- Процес: Мікроскопічне зварювання та розрив у точках ковзного контакту
- Зовнішній вигляд: Шорсткі, рвані поверхні; переміщення матеріалу між зубцями, що з'єднуються; задири у напрямку ковзання
- Ступінь тяжкості: Може швидко прогресувати після початку, що призводить до катастрофічного збою
- Профілактика: Адекватне змащення, протизадирні присадки (EP), знижені навантаження
3. Мікропітінг
Знос поверхні, що створює дрібну текстуру поверхні:
- Причина: Тонкі мастильні плівки, що забезпечують високі контактні напруги на поверхні
- Зовнішній вигляд: Матово-сіра поверхня; тисячі мікроскопічних ямок (10-50 мкм)
- Розташування: Зазвичай поблизу лінії тангажу, де поєднуються кочення та ковзання
- Прогресія: Може стабілізуватися (легка форма) або прогресувати до макропіттингу (важка форма)
- Ефект: Змінює профіль зуба, збільшує шум і вібрацію
4. Помірний (нормальний) знос
- Поступове полірування та видалення матеріалу протягом багатьох років
- Очікується певною мірою у всіх передачах
- Темп має бути передбачуваним і повільним (< 0,1 мм протягом років)
- Прийнятно, якщо знаходиться в межах проектних допусків
5. Корозійний знос
- Причина: Волога, кислотні мастила або хімічне забруднення
- Зовнішній вигляд: Іржаві плями, шорсткість поверхні, точкова поява
- Поширені: Коли коробки передач простоюють у вологому стані
- Профілактика: Належне ущільнення, інгібітори корозії, захист при зберіганні
Вплив зносу шестерень
Геометричні зміни
- Модифікація профілю: Евольвентний профіль погіршується, що впливає на спряжену дію
- Збільшений люфт: Втрата матеріалу збільшує зазор між сполученими зубами
- Зменшений коефіцієнт контакту: Менша кількість зубів, що контактують одночасно
- Концентрація навантаження: Решта матеріалу піддається підвищеному навантаженню
Погіршення продуктивності
- Підвищена вібрація: Поганий контакт зубів створює удари та різну жорсткість сітки
- Шум: Брязкіт від люфту, свист від шорсткості поверхні
- Знижена ефективність: Збільшення втрат на тертя
- Втрата точності: Збільшений люфт впливає на точність позиціонування
Прискорене погіршення
- Зношені зуби несуть більше навантаження (менше зубів розподіляють навантаження)
- Концентрація напружень у зношених зонах
- Перехід до точкової виразки або поломки зуба
- Утворює залишки зносу, що прискорюють знос (позитивний зворотний зв'язок)
Методи виявлення
Аналіз вібрації
- ГМФ Тренд амплітуди: Поступове збільшення вказує на поступове зношування
- Гармонійний розвиток: Поява та ріст 2×GMF, 3×GMF
- Бічні смуги: Розвиток бічних смуг швидкості вала навколо GMF
- Широкосмуговий шум: Підвищений високочастотний вміст через шорсткість поверхні
- Форма хвилі часу: Зростання нерівномірності та впливу
Аналіз нафти
- Аналіз частинок зносу: Концентрація заліза у зразках нафти
- Ферографія: Морфологія частинок (частинки тертя проти різання проти частинок втоми)
- Спектрографічний аналіз: Елементний склад, що виявляє метали зносу
- Підрахунок частинок: Тенденції концентрації та розподілу розмірів частинок
- Раннє виявлення: Аналіз оливи може виявити знос до появи симптомів вібрації
Візуальний огляд
- Перевірка бороскопом без розбирання
- Повна перевірка під час капітального ремонту
- Виміряйте товщину зуба по лінії кроку
- Перевірте контактні візерунки (вороніння або перенесення покриття)
- Фотографуйте зуби для порівняння з минулими даними
- Порівняйте з межами зносу виробника
Моніторинг шуму
- Акустична емісія від контактів зубів
- Ультразвукові вимірювання стану поверхні
- Зміни чутного шуму, що свідчать про прогресування зносу
Профілактика та продовження життя
Правильне змащення
- Правильна в'язкість мастила для навантаження та швидкості
- Присадки EP (надтискні) для високих навантажень
- Достатня кількість та потік мастила
- Підтримуйте чистоту олії за допомогою фільтрації
- Регулярна заміна оливи згідно з графіком виробника
Контроль забруднення
- Ефективне ущільнення для запобігання потраплянню частинок
- Дихаючі фільтри
- Чисті методи складання та обслуговування
- Системи фільтрації олії (абсолютний клас фільтрації 10-25 мкм)
Управління навантаженням
- Експлуатація в межах проектних навантажень
- Уникайте ударних навантажень або різких змін навантаження
- Контроль крутного моменту та передачі потужності
- Розгляньте можливість збільшення коробки передач, якщо вона постійно перевантажується
Вирівнювання та встановлення
- Забезпечте правильне вирівнювання шестерень (діаграма контакту по всій ширині поверхні)
- Виправлення перекосу вала, що створює крайове навантаження
- Правильний вибір та обслуговування підшипників
- Перевірте люфт у межах специфікацій
Коли замінювати шестерні
Критерії заміни
- Товщина зуба: Знос, що перевищує межі, зазначені виробником (зазвичай втрата матеріалу 10-20%)
- Рівні вібрації: Амплітуда GMF перевищує межі сигналізації, незважаючи на покращення змащування
- Ступінь точкової коростяності: > 30% поверхні зуба з ознаками помірної або сильної точкової коррозії
- Подряпини/Потертості: Будь-які помірні або сильні подряпини свідчать про необхідність заміни
- Шум: Надмірний шум, що свідчить про поганий контакт зубів
- Зворотна реакція: Перевищення максимальних заданих значень
Міркування щодо часу
- Заміна плану під час планових відключень
- Замініть пари шестерень разом (спряжені шестерні зношуються разом)
- Розгляньте повну заміну коробки передач замість заміни шестерні, якщо корпус пошкоджений
- Замовте запасні шестерні заздалегідь (можливі тривалі терміни виконання замовлення)
Знос шестерень є неминучим наслідком передачі потужності, але завдяки належному змащуванню, контролю забруднення та моніторингу стану можна мінімізувати швидкість зносу та максимально збільшити термін служби коробки передач. Систематичний моніторинг частоти зачеплення шестерень та її бічних смуг у поєднанні з аналізом оливи дозволяє раннє виявлення аномального зносу та дозволяє планово замінювати шестерні до виникнення катастрофічних поломок.
Категорії:
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 