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風電齒輪的幾種失效形式——安維士

放大字體  縮小字體 發布日期:2018-08-22   來源:南京安維士  瀏覽次數:335
核心提示:在風力發電行業中,齒輪傳動應用廣泛并且極為重要,因此齒輪的損傷和失效倍受關注。風電齒輪失效可分為兩大類:輪體失效和輪齒失效。輪體失效一般情況下很少出現,因此齒輪的失效通常是指輪齒失效。所謂輪齒失效是指齒輪在運轉過程中由于某些原因導致輪齒在尺寸、形狀以及材料性能等方面發生改變而不能正常完成工作。輪齒失效形式主要有折斷、點蝕、磨損、膠合及塑性變形。
   在風力發電行業中,齒輪傳動應用廣泛并且極為重要,因此齒輪的損傷和失效倍受關注。風電齒輪失效可分為兩大類:輪體失效和輪齒失效。輪體失效一般情況下很少出現,因此齒輪的失效通常是指輪齒失效。所謂輪齒失效是指齒輪在運轉過程中由于某些原因導致輪齒在尺寸、形狀以及材料性能等方面發生改變而不能正常完成工作。輪齒失效形式主要有折斷、點蝕、磨損、膠合及塑性變形。
  
  一、 折斷
  
  輪齒折斷是輪齒失效最嚴重的形式,它會導致停機甚至造成嚴重事故,因此要引起特別注意。
  
  輪齒折斷分兩種,一種是疲勞折斷:齒輪在傳遞動力時,相當于一根懸臂梁,齒根受到的彎矩應力最大,齒根過渡圓角處具有非常大的應力集中。傳遞載荷時,輪齒根部所受的彎矩隨著嚙合點的改變而變化,長時間交變載荷使得齒根應力集中處產生疲勞裂紋,隨著載荷重復次數的增加,裂紋不斷擴展,最終導致輪齒折斷。另一種是過載折斷:短時間過載或受到過大的沖擊載荷導致輪齒突然折斷。
  
  為了提高輪齒的抗折斷能力,可以采取以下措施:
  
  1、選擇適當的齒寬和模數,保證輪齒強度;
  
  2、采用合適的材料和熱處理方法;
  
  3、增大齒根過渡圓角半徑,減小齒面粗糙度,對齒根表面進行強化處理。
  
  二、點蝕
  
  齒輪傳遞動力時,接觸面積較小,因而產生很大的接觸應力。傳動過程中,接觸應力從零增加到最大值又從最大值到零。當接觸應力的循環次數超過一定限額后,齒面間便會產生疲勞裂紋。如果潤滑油滲入裂縫,在齒輪嚙合擠壓時因封閉油位急劇升高,促使裂紋擴展,最終導致齒面表層小片金屬剝落,形成小坑,稱為疲勞點蝕。點蝕會使輪齒工作面損壞,嚴重的點蝕甚至會造成傳動不平衡和噪聲。
  
  降低點蝕的措施:
  
  1、提高齒面硬度;
  
  2、降低齒面粗糙度;
  
  3、選用粘度大的潤滑油。
  
  三、磨損
  
  齒輪傳動時,輪齒受載荷作用,同時接觸的兩齒間有相對滑動,故而發生磨損。齒面磨損速度符合預期,則正常,正常磨損的齒面光亮,且不影響齒輪正常工作。齒面磨損嚴重時,漸開線輪廓被破壞,齒側間隙增大從而導致傳動不平穩,產生沖擊和噪音,甚至導致輪齒折斷。
  
  磨損的原因有很多:
  
  1、輪齒工作齒面間的相對滑動;
  
  2、有金屬微粒、灰塵、污染物等進入嚙合區;
  
  3、潤滑不良。
  
  為了減少齒面磨損,可以:
  
  1、提高齒面硬度;
  
  2、降低齒面粗糙度;
  
  3、采用潤滑良好的閉式傳動。
  
  四、膠合
  
  在高速重載齒輪傳動中,由于滑動速度高而產生的瞬時高溫會使油膜破裂,造成齒面間的粘焊現象,粘焊處被撕裂,齒面沿滑動方向均會產生溝痕,這種膠合膠合稱為熱膠合。在低速齒輪傳動中,不易形成油膜,摩擦熱不大,但也可能因重載產生冷粘著,這種膠合稱為冷膠合。
  
  減少膠合的措施:
  
  1、適當提高齒輪表面硬度;
  
  2、降低齒輪表面粗糙度;
  
  3、兩齒輪選用不同材料。
  
  五、塑性變形
  
  在低速重載齒輪傳動時,齒輪齒面會承受很大的壓力和摩擦力。當齒輪材料較軟,齒面硬度不高時,齒輪表面的金屬材料可能會沿相對滑動方向發生局部塑性流動,致使齒面出現塑性變形。
  
  防止措施:
  
  1、提高齒面硬度和潤滑油黏度;
  
  2、盡量避免頻繁啟動或過載。
 
 

 

 
 
 
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