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齒輪減速機(jī)的故障分析及維護(hù)保養(yǎng)策略探析
2025-05-22
黃培杰
社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，也在一定程度上促使機(jī)械技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，進(jìn)而為人們的生產(chǎn)和生活提供更好服務(wù)。齒輪減速機(jī)是一種精密度較高的傳動(dòng)設(shè)備，對(duì)于機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)揮著重要的作用。其工作的穩(wěn)定性取決于傳動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的質(zhì)量。因此，在日常的工作中有針對(duì)性地進(jìn)行故障排查和保養(yǎng)工作能夠保證齒輪減速機(jī)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。基于此，重點(diǎn)針對(duì)齒輪減速機(jī)工作原理進(jìn)行了相關(guān)的闡述，并對(duì)典型的故障進(jìn)行分析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出了相應(yīng)的維修保養(yǎng)策略，為相關(guān)工作者提供參考。
機(jī)械設(shè)備在現(xiàn)代化的生產(chǎn)生活中發(fā)揮了巨大的作用，齒輪減速機(jī)在機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)中扮演著很重要的角色，隨著機(jī)械設(shè)備各項(xiàng)技術(shù)的不斷革新，有效促進(jìn)了齒輪減速機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使其具備了更高的合理性與可靠性。
在機(jī)械設(shè)備的使用過程中，齒輪減速機(jī)也會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)而不可避免的出現(xiàn)一些故障問題，使整個(gè)機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)受到不利影響。
因此，為了使機(jī)械設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)并為人們的生產(chǎn)和生活提供保障，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備使用和維護(hù)人員的技術(shù)技能培訓(xùn)，重點(diǎn)針對(duì)減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的輪齒折斷、軸承抱死和漏油等故障，對(duì)可能導(dǎo)致問題的原因進(jìn)行全面細(xì)致的檢察和分析，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的故障特征確定故障位置，做到快速精準(zhǔn)的解決故障問題，提升齒輪減速機(jī)維修效率，并有效避免故障的再次發(fā)生。
01 齒輪減速機(jī)工作原理分析
齒輪減速機(jī)屬于一種傳動(dòng)設(shè)備，其在傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)中多與電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)配合使用，由于電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)在正常工作狀態(tài)下輸出的轉(zhuǎn)速很高，若不經(jīng)減速很難直接應(yīng)用到各種機(jī)械裝備上，而通過齒輪減速器的作用，能夠?qū)㈦妱?dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)的高轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)換成為適宜機(jī)具使用的較低轉(zhuǎn)速，并精準(zhǔn)的將動(dòng)力傳送到相應(yīng)的工作軸位置。
通常情況下，機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)總功率在設(shè)計(jì)之初就已經(jīng)確定，機(jī)械裝備運(yùn)轉(zhuǎn)過程其功率始終在額定范圍內(nèi)，對(duì)機(jī)具工作狀態(tài)的調(diào)整主要應(yīng)從改變轉(zhuǎn)速和動(dòng)力傳遞方向等方面著手，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)速度增加時(shí)傳動(dòng)零件所受的扭力將減小，反之，所受到的扭力將增大。
在機(jī)械技術(shù)發(fā)展過程中，很多生產(chǎn)單位根據(jù)轉(zhuǎn)速與扭力之間的關(guān)系原理，在實(shí)際的生產(chǎn)中為了達(dá)到制造要求，通過降低速度將設(shè)備的扭力增大，并將這個(gè)技術(shù)逐漸應(yīng)用到齒輪減速機(jī)的研制中，減速機(jī)降低電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速，不僅獲得合適的轉(zhuǎn)速，還能得到更大的扭力輸出。
減速機(jī)是一種較大轉(zhuǎn)速輸入同時(shí)承受較大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備，將減速機(jī)與電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)可靠連接后，電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)工作過程中高轉(zhuǎn)速、低扭矩的動(dòng)力傳遞到減速機(jī)的齒輪上，通過小齒輪與大齒輪之間的傳動(dòng)比轉(zhuǎn)換達(dá)到減速的目的。普通減速機(jī)由很多對(duì)齒輪組成，齒輪的嚙合作用有效保證了動(dòng)力轉(zhuǎn)換的效率，并提升了減速機(jī)的性能。
目前，減速機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛且逐步趨于大型化，高速重載條件下對(duì)減速機(jī)的要求有著高負(fù)載能力和高傳動(dòng)效率的矛盾要求，不僅要求其具備足夠的運(yùn)載能力，還需要其在高效傳動(dòng)過程中具有較高的可靠性。要滿足上述要求，不僅需要減速機(jī)生產(chǎn)企業(yè)投入更多的資金和技術(shù)來開發(fā)新的產(chǎn)品或改良現(xiàn)有產(chǎn)品，還需要機(jī)械裝備的操作者和工廠維護(hù)人員強(qiáng)化對(duì)減速機(jī)的技術(shù)理解和維修能力提升，以此確保減速機(jī)能夠在正常的狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。
02 齒輪減速機(jī)的故障分析及維護(hù)保養(yǎng)策略
齒輪輪齒折斷及維護(hù)保養(yǎng)
齒輪減速機(jī)很容易在實(shí)際工作中出現(xiàn)輪齒折斷問題，其故障原因主要有以下兩種，一種是由于器械疲勞折斷，另一種是由于超過承載能力折斷。齒輪正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于齒面會(huì)反復(fù)受到交變載荷作用，長(zhǎng)此以往齒輪輪齒的薄弱部位很容易因?yàn)闄C(jī)械性疲勞而產(chǎn)生裂紋，若裂紋位置未及時(shí)被修復(fù)，則會(huì)在后續(xù)使用中進(jìn)一步加深裂紋深度，最終發(fā)生輪齒折斷問題。
輪齒折斷的因素是多方面的，一般減速機(jī)輪齒折斷的截面形狀都不對(duì)稱，輪齒折斷多發(fā)生在齒根位置，且形狀與疲勞裂紋斷口形狀類似，能夠明顯在斷口位置觀察到疲勞源、光滑的或者貝殼狀的疲勞裂紋發(fā)展區(qū)及粗糙的瞬斷區(qū)。
輪齒折斷的發(fā)生多存在隨機(jī)性，多為缺陷或者頻繁受殘余應(yīng)力作用而誘發(fā)，并且如果在減速機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)中存在夾雜物、細(xì)微磨損裂紋或是齒輪熱處理方式不合理，也都會(huì)引發(fā)減速機(jī)齒輪的局部斷裂。因此，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合斷口形態(tài)、部位進(jìn)行分析，找出造成齒輪斷裂的真正原因，才能結(jié)合原因進(jìn)行有針對(duì)性地維修和保養(yǎng)。
一般來說，對(duì)于齒輪損壞的問題，應(yīng)在明確故障原因的前提下進(jìn)行維修，一方面要改善齒輪傳動(dòng)的環(huán)境條件，減少齒輪加工或配合缺陷、傳動(dòng)過程雜質(zhì)過多等問題，并通過提高齒輪加工的精確性和表面質(zhì)量減少傳動(dòng)過程中的應(yīng)力集中；另一方面考慮選用更優(yōu)質(zhì)的材質(zhì)替代損壞的齒輪或采用更合理的熱處理技術(shù)改善齒輪加工 后的內(nèi)部應(yīng)力、表面硬度和輪齒韌性，從而提高齒輪的抗折斷能力。
齒輪點(diǎn)蝕和剝落問題及維護(hù)保養(yǎng)
齒輪減速機(jī)輪齒表面點(diǎn)蝕和剝落問題是齒輪損壞的另一個(gè)常見問題，在正常的工作狀態(tài)下，減速機(jī)的齒輪的表面會(huì)或多或少會(huì)產(chǎn)生一定的點(diǎn)蝕情況，點(diǎn)蝕問題的存在減弱了輪齒的抗疲勞能力，點(diǎn)蝕問題的進(jìn)一步發(fā)展則會(huì)導(dǎo)致齒面出現(xiàn)剝落問題。齒輪的點(diǎn)蝕和齒面的剝落都與齒輪的工作狀態(tài)存在較大的關(guān)聯(lián)。
當(dāng)齒輪的齒面出現(xiàn)點(diǎn)蝕或剝落情況，輪齒表面的金屬材質(zhì)會(huì)以顆粒或小塊的形式脫離，在齒輪的表面產(chǎn)生很多的凹坑，這些凹坑的進(jìn)一步發(fā)展就很可能造成輪齒表面質(zhì)量的惡化，最終導(dǎo)致齒輪損壞。對(duì)齒輪的點(diǎn)蝕和剝落問題進(jìn)行分析，對(duì)于減速器的長(zhǎng)久使用和故障規(guī)避具有顯著作用。
齒輪的點(diǎn)蝕主要有幾個(gè)方面的因素影響，首先是與齒輪的材質(zhì)有關(guān)，因?yàn)楹芏帻X輪減速器為考慮生產(chǎn)制造的成本，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)齒輪硬度和熱處理工藝的選擇僅能滿足常規(guī)狀態(tài)下的使用要求，齒輪實(shí)際工作環(huán)境十分復(fù)雜，沒有辦法保證齒輪始終在最合理?xiàng)l件下工作，則會(huì)引起點(diǎn)蝕和剝落問題。
其次，在齒輪加工和裝配過程中的不合理問題，也可能導(dǎo)致齒輪出現(xiàn)點(diǎn)蝕和剝落問題，例如齒面加工精度不合格會(huì)導(dǎo)致齒輪實(shí)際嚙合位置不合理，容易造成點(diǎn)蝕問題的產(chǎn)生；若齒輪裝配過程中心距存在誤差，也同樣會(huì)因?yàn)辇X輪實(shí)際嚙合位置不合理而產(chǎn)生點(diǎn)蝕和剝落問題，因此提高齒輪的制造和裝配精度也是避免點(diǎn)蝕和剝落問題的有效手段。此外，潤(rùn)滑油中的金屬雜質(zhì)過多，也是造成點(diǎn)蝕問題的原因之一，應(yīng)當(dāng)注意定期更換潤(rùn)滑油以保證齒輪傳動(dòng)的良好工作環(huán)境。
齒輪減速機(jī)的日常維護(hù)與保養(yǎng)
齒輪減速機(jī)的日常維護(hù)和保養(yǎng)工作主要是巡檢人員檢查其有無滲油、檢查箱內(nèi)液位、潤(rùn)滑情況各處螺栓是否緊固以及設(shè)備運(yùn)行期間的溫度情況，并且在齒輪減速機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后用鉛絲咬入齒輪的嚙合位，測(cè)試減速機(jī)的磨損情況。
潤(rùn)滑工作是齒輪減速機(jī)最重要的養(yǎng)護(hù)工作，齒輪減速機(jī)設(shè)備的潤(rùn)滑形式主要有兩種，即油池潤(rùn)滑和循環(huán)潤(rùn)滑。
無論采用那種潤(rùn)滑形式，對(duì)潤(rùn)滑油都應(yīng)做到定期進(jìn)行檢查和更換，新安裝的齒輪減速機(jī)在第一次使用時(shí)，在運(yùn)行10 -15天后要及時(shí)更換新油，后期每半年更換一次。
在日常使用過程中，也要定期對(duì)潤(rùn)滑油的質(zhì)量進(jìn)行檢查，做好減速箱的密封保護(hù)工作，若在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油中的灰塵、金屬粉末等超標(biāo)或潤(rùn)滑油變質(zhì)，應(yīng)及時(shí)對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行過濾處理，或?qū)ζ溥M(jìn)行徹底更換，不可在潤(rùn)滑油質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況下勉強(qiáng)使用，以免造成嚴(yán)重的齒輪磨損問題。
03 結(jié)語
總之，齒輪減速機(jī)在機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)揮著十分重要的作用，其在長(zhǎng)期的使用過程中發(fā)生故障是在所難免的，因此本文主要針對(duì)齒輪減速機(jī)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，闡述其齒輪的輪齒折斷、點(diǎn)蝕、剝落等問題原因，并結(jié)合工作實(shí)踐，提出了可行的維護(hù)和保養(yǎng)措施，以保證齒輪減速機(jī)能正常、穩(wěn)定運(yùn)行。
在日常工作中還需要相關(guān)工作人員做好齒輪減速機(jī)故障的排查和保養(yǎng)工作，以進(jìn)一步保障齒輪減速機(jī)工作效率，為機(jī)械生產(chǎn)的高質(zhì)量實(shí)施保駕護(hù)航。
來源：齒輪傳動(dòng)
（版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有）
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