輪齒斷裂一般發(fā)生在齒根部位。一種是由于法向壓力Fn沿齒面移動,齒根應(yīng)力不斷變化(若單側(cè)受力,齒根彎曲應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力;若兩側(cè)受力,齒根彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力),同時有應(yīng)力集中,致使齒根發(fā)生疲勞裂紋。經(jīng)歷長期應(yīng)力循環(huán),裂紋不斷擴展,導致整個輪齒出現(xiàn)疲勞折斷。另一種是由于短時間嚴重過載,致使輪齒突然折斷。折斷形式,可以從斷口上進行判斷,疲勞折斷由于在產(chǎn)生微裂紋疲勞源處反復擠壓擴展,Z后導致折斷,所以斷口大部分區(qū)域比較光亮、平整。而突然折斷的斷口比較粗糙。
小型吊車轉(zhuǎn)盤斷齒的原因可能是,輪齒母材的鑄段質(zhì)量問題(如有砂眼、夾層等缺陷、使齒輪的抗彎效果明顯減弱);鹽城吊裝使用過程中輪齒嚙合處嵌入石子或鋼筋等硬物,使輪齒局部彎曲應(yīng)力增大而斷裂。修復的方法是局部補焊或鑲齒修復,局部補焊的方法是:先把損壞部位的殘余裂紋基體用手提砂輪磨去,用汽油(機油)清洗干凈;用焊炬在此部位預熱,當達到一定溫度后,用中碳鋼焊條在輪齒損壞的部位推焊出齒的雛型,使它比政黨齒面高出1-2mm;選派有經(jīng)驗的機修鉗工,依照齒形樣板檢測,直到齒形符合要求為止。
當小型吊車轉(zhuǎn)盤的某一整個齒損壞時,可沿齒根割下,然后將齒根銼成一定形狀。再在同類廢舊齒圈上寄存割下一個齒,加工成與母材相應(yīng)形狀后,放入槽內(nèi),用齒形模板卡住定位。以保證齒距的一致性,并用雙絲夾頭增值緊后,在齒的四周用低碳鋼焊接。Z后用銼刀等工具把焊縫修平,保證輪齒嚙合增穩(wěn)即可。
齒面點蝕(也稱接觸疲勞)是潤滑良好的閉式齒輪傳動中軟齒面(表面硬度 HB<350)常見的損壞形式。點蝕一般發(fā)生在靠近齒面節(jié)線的齒根表面上。實踐證明,新齒輪在運轉(zhuǎn)一段時期以后,有時會發(fā)現(xiàn)點蝕的痕跡。但如果繼續(xù)運轉(zhuǎn)下去,點蝕不再繼續(xù)發(fā)展,甚至反而消失。當齒面經(jīng)過一段時間跑合后,微凸起處逐漸變平,從而擴大了接觸區(qū)。又由于磨損、碾壓等原因使其表面接觸趨于良好,高峰接觸應(yīng)力隨之降低,因而促使點蝕停止發(fā)展。
在進行齒輪參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計時,為了提高齒輪的彎曲強度,在條件許可的范圍內(nèi),應(yīng)選用較大的齒輪模數(shù),考慮到在設(shè)備使用過程中,由于產(chǎn)量提高,設(shè)備老化、產(chǎn)品變更等因素引起齒輪負荷增大,安全系數(shù)應(yīng)大于臨界值。提高齒輪的加工精度和安裝精度。增大齒根過渡處的圓角曲率半徑,消除該處加工刀痕,注意材料內(nèi)部缺陷的檢測和消除。增大軸和支承處的剛度,提高安裝精度,避免產(chǎn)生較大的振動和偏載。合理地選擇材料和熱處理方式。