齿轮出现齿面磨损究竟怎么回事?

5月 1, 2022 产品中心

通常齿轮投入使用后,由于齿轮制造不良或操作维护不善,会产生各种形式的失效,致使齿轮失去正常功能而失效。失效形式又随齿轮材料、热处理、安装和运转状态等因素的不同而不同,齿面磨损是常见的齿轮失效形式之一。

齿轮在啮合过程中,往往在轮齿接触表面上出现材料摩擦损伤的现象。凡磨损量不影响齿轮在预期寿命内应具备的功能的磨损,称为正常磨损。齿轮正常磨损的特征是齿面光亮平滑,没有宏观擦伤,各项公差在允许范围内。如果由于齿轮用材不当,或在接触面间存在硬质颗粒,以及润滑油供应不足或不清洁,往往引起齿轮的早期磨损,有微小的颗粒分离出来,使接触表面发生尺寸变化,重量损失,并使齿形改变,齿厚变薄,噪声增大,严重磨损的结果将导致齿轮失效。齿面磨损失效形式可分为:磨粒磨损、腐蚀磨损和齿轮端面冲击磨损。

在齿轮啮合过程中,若润滑油供应不足或工作齿面上有外来的微小颗粒,则齿面将发生剧烈的磨粒磨损。齿轮齿面受到磨粒磨损,沿滑道方向,有细而均匀的条痕,齿面发暗。磨粒磨损进一步发展的结果,会使齿形改变,齿厚变薄,甚至出现“刀片”状齿尖,啮合间隙增大,传动时噪声增大,有时还由于齿厚过度减薄导致断齿。

腐蚀磨损是以化学腐蚀作用为主,并伴有机械磨损的一种损伤形式。化学腐蚀磨损齿轮的宏观特征是常呈现有腐蚀麻坑,并在工作齿面上沿滑动速度方向呈现出均匀而细小的磨痕。磨损产物都为红褐色小片,其中主要成分为三氧化二铁。

化学腐蚀磨损是由于润滑剂中存在污染物或杂质,与齿轮材料发生化学或电化学反应而引起的,同时腐蚀部分由于啮合摩擦和润滑剂的冲刷而脱落,形成化学腐蚀磨损。

齿轮轮齿端面冲击磨损是变速箱齿轮在换档时,轮齿端面经常受到冲击载荷而导致齿端面磨损。如果齿轮表面硬度过低,则齿端面容易磨损或打毛;硬化层过浅,则易被压碎而暴露出心部软组织;齿轮心部硬度过高或金相组织中碳化物级别超差,则轮齿尖角处易出现崩裂现象。