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轮齿的塑性变形是一种卸去施加的载荷后不能恢复的变形,其诱因都是轮齿受过大载荷造成的。轮齿的塑性变形可以分为两大类:齿体塑变和齿面塑变。前者是由于齿体材料受到的应力超过弹性极限所致,而后者除了高应力外还与轮齿啮和时的摩擦条件有关(摩擦使齿面材料流动)。对于开式齿轮,典型的齿面塑变类型为起脊。
起脊的形貌特征:齿轮材料在齿表动,齿面上出现类似山脊的形状,平行于齿轮的啮合线,开式齿轮喷射润滑系统,严重时沿整个齿宽分布。
对于开式齿轮,过大的冲击载荷和滑动摩擦力是形成塑性变形的主要因素,除设备安装、维护时注意保证各安装限度和尺寸外,良好的润滑条件能够缓解塑性变形的产生。
1) 选用能够形成足够润滑油膜的润滑油,有效吸收齿轮啮合时的冲击力,降低齿轮承受的冲击载荷。
2)良好的润滑能够降低摩擦系数,降低齿轮受到的滑动摩擦力,避免齿面材料出现流动。
磨损
磨损是指由于机械、化学或其它因素导致材料的慢速损失,齿轮表面发生改变。并非所有的磨损都定义为损伤,对于大型开式齿轮,齿轮运行初期发生的正常磨损有利于改善设备运行状态和润滑条件。
正常磨损
这种磨损发生在齿轮运转的早期阶段,粗糙的开式齿轮表面的机加工痕迹逐渐消失,齿面呈光亮状态,常称为跑合磨损。磨光和中等磨损都属于正常磨损类型。
正常磨损的形貌特征:磨光是一种缓慢的磨合,两接触齿面的凹凸不平逐渐被磨去,机加工痕迹逐渐消失,齿面粗糙度大为降低,因此产生光滑的齿面,磨光对改善齿轮的运转状态有积极的促进作用,左下图为磨光图片实例。中等磨损齿面的特征是两齿面都有金属移失,在节曲面附近出现一条连续的条带,如右下图。在寿命以内的正常磨损并不影响齿轮的使用。
点蚀和剥落
点蚀的初期形貌是疲劳裂纹。若轮齿接触应力超过极限应力值,并达到一定的循环次数时,材料就可能出现疲劳裂纹。随着这些裂纹扩展、连接,终造成齿面金属材料的脱落,形成初期点蚀,并可能持续发展为扩展性点蚀、片蚀或剥落。点蚀损伤对齿轮的使用寿命有较大的影响,严重时使齿轮厚度大大减少,甚至出现断齿。
点蚀的形貌特征:齿面金属材料的遗失、出现凹坑、且凹坑的边缘较为尖锐。
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