什么是齿轮磨损？类型和检测方法 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡 什么是齿轮磨损？类型和检测方法 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡

什么是齿轮磨损？类型和检测方法

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了解装备磨损

定义：什么是装备磨损？

装备 齿轮磨损是指齿轮齿面由于磨损、粘着、表面疲劳和腐蚀等机械过程而逐渐损失材料的过程。与齿轮断裂等突发性失效不同，齿轮磨损是一个渐进的退化过程，它会改变齿廓几何形状、增加齿隙、提高噪音等。 振动 牙齿磨损程度会逐渐加重，最终导致功能性丧失，例如当牙齿磨损过度或发展成更严重的损伤模式时。 点蚀 或牙齿断裂。.

了解齿轮磨损机制并监测磨损进程 振动分析, 通过油液分析和定期检查，可以制定预测性维护策略，从而优化变速箱可靠性并最大限度地减少计划外停机时间。.

齿轮磨损的类型和机制

1. 磨损

工业齿轮箱中最常见的磨损机制：

  • 原因： 润滑剂中的硬质颗粒（灰尘、金属屑、磨损碎屑）起到磨料的作用
  • 过程： 牙齿表面间残留的颗粒物通过研磨作用去除物质
  • 外貌： 牙齿表面光滑抛光；材料去除均匀。
  • 速度： 与污染程度和负荷成正比
  • 预防： 高效过滤、密封、清洁组装

2. 粘合剂磨损（擦伤/划痕）

发生于重载或润滑不足的情况下：

  • 原因： 润滑膜破裂，导致金属与金属直接接触
  • 过程： 滑动接触点处的微观焊接和撕裂
  • 外貌： 粗糙、撕裂的表面；啮合齿之间的材料转移；滑动方向上的划痕
  • 严重性： 一旦启动，便可能迅速发展，最终导致灾难性失败。
  • 预防： 充足的润滑、极压添加剂、降低负荷

3. 微点蚀

表面疲劳磨损形成精细表面纹理：

  • 原因： 薄润滑膜允许高表面接触应力
  • 外貌： 哑光灰色表面；数千个微小凹坑（10-50微米）
  • 地点： 通常在俯仰线附近，滚动和滑动结合在一起。
  • 进展： 可能稳定（轻微）或发展为大凹坑（严重）
  • 影响： 改变牙齿轮廓，增加噪音和振动

4. 中度（正常）磨损

  • 多年来的逐步抛光和材料去除
  • 在所有齿轮传动装置中，这在某种程度上都是可以预期的。
  • 速率应该可预测且缓慢（（多年变化小于 0.1 毫米）
  • 在设计公差范围内是可以接受的。

5. 腐蚀磨损

  • 原因： 水分、酸性润滑剂或化学污染
  • 外貌： 锈色污渍、表面粗糙、点蚀
  • 常见的： 变速箱闲置时存在水分
  • 预防： 适当的密封、腐蚀抑制剂、储存保护

齿轮磨损的影响

几何变化

  • 个人资料修改： 内卷曲轮廓退化，影响共轭作用
  • 反弹加剧： 材料损失会增加啮合齿之间的间隙
  • 降低接触率： 同时接触的牙齿数量减少
  • 负荷集中： 剩余材料承受更高的应力

性能下降

  • 增加振动： 齿接触不良会导致冲击和网状刚度变化。
  • 噪音： 反冲引起的嘎嘎声，表面粗糙引起的呜呜声
  • 效率降低： 摩擦损失增加
  • 准确率损失： 反冲增大影响定位精度

加速劣化

  • 磨损的牙齿承受更大的负荷（分担负荷的牙齿数量减少）
  • 磨损区域的应力集中
  • 逐渐发展为牙齿凹陷或断裂
  • 产生磨损碎屑，加速磨损（正反馈）

检测方法

振动分析

  • 转基因食品 振幅趋势： 逐渐增加表明磨损逐渐加剧
  • 和声发展： 2×GMF、3×GMF 的外观和生长情况
  • 侧边栏： GMF周围轴速边带的发展
  • 宽带噪声： 表面粗糙度导致高频成分升高
  • 时间波形： 不规则性增加并产生影响

油分析

  • 磨损颗粒分析： 油样中的铁浓度
  • 铁谱分析： 颗粒形态（摩擦颗粒、切削颗粒和疲劳颗粒）
  • 光谱分析： 元素组成揭示磨损金属
  • 粒子计数： 颗粒物浓度和粒径分布趋势
  • 早期发现： 油液分析可以在振动症状出现之前检测到磨损情况。

目视检查

  • 无需拆卸即可进行内窥镜检查
  • 大修期间的全面检查
  • 测量节线处的齿厚
  • 检查接触面纹路（发蓝或涂层转移）
  • 拍摄牙齿照片以进行历史对比
  • 与制造商规定的磨损极限进行比较

噪声监测

  • 牙齿接触产生的声发射
  • 超声波测量表面状况
  • 可听见的噪音变化表明磨损程度的增加

预防和延长寿命

适当润滑

  • 根据负载和速度选择合适的润滑油粘度
  • 用于高负荷的极压（EP）添加剂
  • 充足的润滑量和流量
  • 通过过滤保持油品清洁度。
  • 按照制造商的计划定期更换机油

污染控制

  • 有效密封以防止颗粒物进入
  • 带过滤器的呼吸器
  • 清洁的装配和维护规范
  • 油过滤系统（10-25 µm 绝对精度）

负载管理

  • 在设计载荷范围内运行
  • 避免冲击载荷或载荷突变
  • 监测扭矩和功率传输
  • 如果变速箱持续过载，请考虑增大变速箱尺寸。

校准和安装

  • 确保齿轮正确对齐（接触面覆盖整个齿宽）
  • 正确的轴不对中会产生边缘载荷
  • 正确选择轴承并进行维护
  • 验证反冲是否在规格范围内

何时更换齿轮

替换标准

  • 牙齿厚度： 磨损超过制造商规定的限度（通常为 10-20% 材料损失）
  • 振动级别： 尽管润滑有所改进，但GMF振幅仍超过报警限值。
  • 点蚀范围： 牙齿表面 > 30% 显示出中度至重度点蚀
  • 划痕/磨损： 任何中度至重度评分均表明需要更换。
  • 噪音： 过大的噪音表明牙齿接触不良。
  • 反弹： 超过规定的最大值

时间安排方面的考虑

  • 计划在计划停机期间进行更换
  • 齿轮对一起更换（啮合齿轮磨损同步）
  • 如果壳体损坏，请考虑更换整个变速箱，而不是只更换齿轮。
  • 请尽早订购替换齿轮（可能需要较长的交货时间）。

齿轮磨损是动力传输过程中不可避免的现象，但通过适当的润滑、污染控制和状态监测，可以最大限度地降低磨损率，延长齿轮箱寿命。系统地监测齿轮啮合频率及其边带，并结合油液分析，可以及早发现异常磨损，从而在发生灾难性故障之前进行计划性齿轮更换。.

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