舉例分析球磨機(jī)輪齒斷裂故障原因(上)

產(chǎn)品資訊:2015-04-07

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某用戶反映,球磨機(jī)安裝完畢后,空載試運(yùn)行時(shí)聲音不太正常,停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn),主傳動(dòng)齒輪中小齒輪的根部有裂紋。這是什么情況呢?紅星專家對此設(shè)備進(jìn)行了實(shí)地考察分析。

一開始,維修人員認(rèn)為小齒輪裂紋時(shí)加工制造過程中,由于比傲慢質(zhì)量存在問題而引起的應(yīng)力集中逐步發(fā)展所致。但是換了一個(gè)新的小齒輪經(jīng)過幾天空在磨合之后投入生產(chǎn)試運(yùn)行,還是產(chǎn)生了不正常的嚙合聲,運(yùn)行了兩個(gè)月,小齒輪輪齒直接就斷裂了。

現(xiàn)場分析認(rèn)為,嚙合噪聲的存因是嚙合間隙過大。因此,對齒輪傳動(dòng)的嚙合間隙進(jìn)行了調(diào)整。再次啟動(dòng)運(yùn)行,果然振動(dòng)及噪聲有所減小,但兩個(gè)月之后,小齒輪斷了兩齒。換第四個(gè)新的小齒輪,并同樣對嚙合間隙進(jìn)行調(diào)整。這一次僅運(yùn)行10天,小齒輪輪齒就斷了,且把小齒輪座向外推開了3mm。

專家對此問題進(jìn)行了集中研究,分析輪齒的折斷有兩種,一種是彎曲疲勞折斷;另一種是過載折斷。

引起疲勞折斷的主要原因有:傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)載荷過大;齒根圓角半徑過?。积X根表面粗糙度值過大;滾切時(shí)齒根被拉傷;材料中有缺陷,熱處理產(chǎn)生微小裂紋及其他有害殘余應(yīng)力等。當(dāng)齒根處的交變應(yīng)力超過了材料的疲勞極限時(shí),齒根圓角處產(chǎn)生疲勞裂紋,裂紋又不斷擴(kuò)展,導(dǎo)致輪齒的彎曲疲勞折斷。

過載折斷則通常是由于短時(shí)嚴(yán)重過載的沖擊載荷作用,使輪齒承受的應(yīng)力超過其極限應(yīng)力所致。載荷嚴(yán)重集中、動(dòng)載荷過大及有較大的硬質(zhì)異物進(jìn)入輪齒嚙合處,均可引起過載折斷。

但球磨機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)載荷一般都不是很大,況且在每次更換前,對新齒輪的漸開線參數(shù)、齒輪精度、表面質(zhì)量都進(jìn)行了測量和檢驗(yàn),檢測結(jié)果均符合圖紙技術(shù)要求,據(jù)此分析應(yīng)是疲勞和過載的共同作用。

專家對折斷情況及設(shè)備工作情況進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)并無意外或者嚴(yán)重過載情況發(fā)生,也沒有太大的沖擊載荷作用,且每次故障發(fā)生時(shí),兩輪輪齒嚙合處,也沒有硬質(zhì)異物在其間。由此判斷,斷齒的主要原因應(yīng)是輪齒上載荷嚴(yán)重集中。

這一推斷,專家通過用紅丹粉對兩輪輪齒嚙合處著色檢查后得到了證實(shí)?,F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)齒面的接觸面積雖然達(dá)到了90%,但是靠近筒體一端著色明顯要重一些,而靠近聯(lián)軸器的一端則明顯要輕,前者僅占齒面的50%。

且?guī)状螖帻X都是靠近筒體這一端,遂得出結(jié)論,正是因?yàn)楣ぷ鬏d荷集中,導(dǎo)致了小齒輪的多次折斷。

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