起重機(jī)齒輪與齒輪的失效形式

在起重機(jī)上常用齒輪傳動(dòng)減速或增大扭矩，通常把齒輪安裝在封閉的箱體內(nèi)，成為獨(dú)立部件，稱(chēng)為閉式傳動(dòng)或減速器，不在封閉箱內(nèi)的稱(chēng)為開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。
齒輪的失效主要是指輪齒失效，即在載荷作用下輪齒發(fā)生損壞或永久性變形，輕則影響傳動(dòng)質(zhì)量，重則使其喪失工作能力，常見(jiàn)的失效形式有疲勞點(diǎn)蝕、齒面磨損、膠合、塑性變形和齒折斷等。

起重機(jī)齒輪的安全檢查
①齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中不應(yīng)有明顯的異常響聲，發(fā)熱和振動(dòng)。 ②不應(yīng)有顯著的磨損變形。 ③鍵不應(yīng)松動(dòng)、脫落。 ④應(yīng)有良好的潤(rùn)滑。

起重機(jī)齒輪的檢修

（1）疲勞點(diǎn)蝕

在減速器齒輪傳動(dòng)中，齒輪最常見(jiàn)的失效形式是疲勞點(diǎn)蝕。所謂點(diǎn)蝕就是靠近節(jié)圓（偏下）的齒面出現(xiàn)“麻坑”。點(diǎn)蝕是由于輪齒表面的接觸應(yīng)力達(dá)到一定極限，表面層就會(huì)產(chǎn)生一些疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展就會(huì)出現(xiàn)小塊金屬剝落，形成小“麻坑” 如果齒面硬度不適或接觸應(yīng)力過(guò)大，“麻坑”繼續(xù)擴(kuò)展就會(huì)造成齒面凸凹不平，從而引起振動(dòng)和噪聲，點(diǎn)蝕也因之加劇，最后使齒輪喪失傳動(dòng)能力，點(diǎn)蝕面積沿齒寬、齒高超過(guò)60%則應(yīng)報(bào)廢。

（2）磨損

起重機(jī)上的傳動(dòng)，齒輪另一種失效形式是磨損，磨損后輪齒變薄，如果潤(rùn)滑油內(nèi)有雜質(zhì)造成的磨損，一般稱(chēng)為研磨性磨損。這種磨損常常在齒輪和齒根出現(xiàn)很深的刮道，刮道垂直于節(jié)線(xiàn)并且相互平行。刮道出現(xiàn)以后，減速器內(nèi)油溫上升，齒輪傳動(dòng)發(fā)生尖細(xì)噪聲，這時(shí)必須更換潤(rùn)滑油。

由于齒輪偏差，安裝中心距偏差過(guò)大，都可能造成齒輪副齒頂邊緣和齒根過(guò)渡曲線(xiàn)部分過(guò)度擠壓，使齒根圓角部分部生劇烈的磨損。由于過(guò)載，往往使主動(dòng)輪的齒根或被動(dòng)輪的齒頂（有時(shí)也可能沿整個(gè)齒面）被磨掉很薄一層。

對(duì)于起升機(jī)構(gòu)減速器齒輪磨損后，齒厚不應(yīng)小于原齒厚的80%，對(duì)于運(yùn)行機(jī)構(gòu)齒輪磨損后齒厚不應(yīng)小于原齒厚的60%，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)更換新齒輪，齒厚的磨損可以用測(cè)齒卡尺測(cè)量分度圓齒厚來(lái)檢驗(yàn)。

（3）膠合

膠合就是在齒面沿滑動(dòng)方向形成傷痕。這是由于重載高速、潤(rùn)滑不當(dāng)或散熱不良所造成的。這是齒輪嚙合面間的油膜被破壞，溫度升高。由于齒面金屬直接接觸，一個(gè)齒面的金屬焊接在與之相嚙合的另一齒面上。又由于齒面間相對(duì)滑動(dòng)，結(jié)果就在齒面上形成一些垂直于節(jié)圓的劃痕，這就是嚙合。

齒面膠合嚴(yán)重，就會(huì)使齒輪喪失傳動(dòng)能力。為防止膠合，在低速重載的齒輪傳動(dòng)中，應(yīng)采用高黏度潤(rùn)滑油，或適當(dāng)提高齒面的硬度和光潔度。

（4）塑性變形

對(duì)于較軟的齒面，由于過(guò)載或磨擦系數(shù)過(guò)大，可使齒面產(chǎn)生塑性變形。塑性變形使主動(dòng)齒輪在節(jié)線(xiàn)附近產(chǎn)生凹溝，被動(dòng)齒輪在節(jié)線(xiàn)附近產(chǎn)生凸崗，滲碳鋼齒輪由于磨擦較重，也會(huì)使嚙合輪齒產(chǎn)生塑性變形，這種變形呈現(xiàn)皺紋狀，也稱(chēng)塑皺。

（5）折斷齒 當(dāng)齒輪工作時(shí)，由于危險(xiǎn)斷面應(yīng)力超過(guò)極限應(yīng)力，輪齒就可能部分或整體折斷。沖擊載荷也可能引起斷齒。斷齒齒輪不能繼續(xù)使用。

（6）提高齒輪的使用壽命

起重機(jī)用漸開(kāi)線(xiàn)齒輪失效的主要形式是斷齒、磨損以及點(diǎn)蝕、膠合等，尤其是前兩者更為顯著，過(guò)去制造的輕中級(jí)工作制度的減速器齒輪壽命可達(dá)10年左右，重級(jí)工作制度齒輪壽命可達(dá)2年，嚴(yán)重的幾個(gè)月就要報(bào)廢，一些單位為提高漸開(kāi)齒輪的壽命，已采用漸開(kāi)線(xiàn)齒形角度變位和齒廓表面淬火的新工藝，可使齒輪壽命提高3倍左右。

新工藝是小齒輪（齒輪軸）齒芯調(diào)質(zhì)HB228—255后，齒面淬火HRC40—46，大齒輪調(diào)質(zhì)后處理HB228—255，即所謂“淬—調(diào)”齒輪副，并把大齒輪材質(zhì)改為35SiMn或50SiMn，小齒輪改用40MnB。

由于“淬—調(diào)”齒輪副的跑合性能好，經(jīng)短時(shí)間空載跑合，齒面接觸率可達(dá)80%以上，負(fù)載后接觸面積能達(dá)到理想的接觸精度。

小齒輪齒面硬度的提高可以顯著地提高耐磨性和接觸強(qiáng)度。淬火時(shí)要求小齒輪齒廓全部進(jìn)行淬火，防止未淬上火的部分產(chǎn)生早期點(diǎn)蝕。由于齒根圓過(guò)渡曲線(xiàn)部分在淬火時(shí)，產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)力，這對(duì)受拉邊抗彎曲有利，一般可提高彎曲強(qiáng)度30%。再加上齒角變化，這樣就保證了輪齒有足夠的抗彎曲強(qiáng)度，防止斷齒。

為了防止齒輪膠合，在減速器內(nèi)全部采用齒輪油，這是因?yàn)辇X輪油中存在著“極壓油性添加劑”，在添加劑能和金屬表面生成硫化物或磷化物的膜，這樣就減少了磨擦，從而避免金屬表面的磨擦結(jié)點(diǎn)溫度過(guò)高而產(chǎn)生膠合，齒輪油不僅對(duì)抗膠合有特效作用，對(duì)抗磨損和點(diǎn)蝕也都有顯著的效果。

（7）齒輪接觸斑點(diǎn)的檢修 起重機(jī)用減速機(jī)內(nèi)的傳動(dòng)齒輪，一般為8級(jí)精度，齒面接觸斑點(diǎn)應(yīng)達(dá)到：沿齒高不少于40%，沿齒寬不少于50%。

在起重機(jī)用減速器中，輪齒的失效一般不采用修理的方法，而是控制一定的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)。超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)更換新齒輪。各種原因造成的齒輪外形上的缺陷，其高、寬、深方向都不得超過(guò)模數(shù)的20%。

對(duì)于未超過(guò)報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)的漸開(kāi)線(xiàn)齒輪，可以用刮刀或油石清除毛刺，但不準(zhǔn)采用銼齒的方法來(lái)達(dá)到所要求的接觸面積，更不允許在潤(rùn)滑油中加入磨料。

圓弧齒輪的齒形絕對(duì)禁止銼、磨或刮。跑合后的圓弧齒輪應(yīng)配對(duì)，不允許再調(diào)換，也不允許調(diào)換調(diào)整墊或其他零件，以免嚙合的相互位置發(fā)生變動(dòng)。