原因分析
1.维修计划不合理。为了快速恢复生产,球磨机的齿轮和轴一般在齿轮受到冲击时更换,不能正常运转,以保证新老齿轮啮合良好。运转过程中出现冲击现象,使齿轮容易断裂。
2.齿轮加工质量差。应力集中高的齿根部分粗糙,不是平滑过渡,加剧了应力集中效应;材料加工不良,晶粒流线不能沿齿廓分布,不能获得良好的综合力学性能;齿轮受悬臂载荷,齿根相当于悬臂的支点,齿根承受最大弯曲应力,齿根处会产生裂纹。
3.齿轮参数的映射不准确。根据装配结果分析,测绘齿轮改造时,螺旋角和模数不准确,导致齿轮齿形与旧齿轮相差较大。啮合重合度小时,冲击大,齿轮某点受力过大,轮齿易断。
4.热处理工艺不成熟。新齿轮齿根未淬硬,抗弯强度低,齿面淬硬层过浅,不能长期承受接触载荷,过早被压溃变形。一旦齿形精度差,间隙增大,就会引入附加载荷。
处理措施
1.维护计划的优化。由于在线齿轮已经部分磨损或部分失效,新齿轮与之啮合时,接触状况不好。为了保证齿轮的正常啮合,齿轮应成套装配并充分磨合。通过磨合,可以增加轮齿的接触面积,提高齿面光洁度和接触精度,消除局部应力,形成冷加工硬化的齿面层,从而提高齿轮的承载能力和使用寿命。
2.严格控制加工质量。在设计和制造齿轮时,应注意齿根圆角的重要性,以保证过渡平滑,不产生附加应力集中。提高制造精度,使载荷分布均匀,降低动载系数;齿轮材料由45 #钢改为42CrMo,加工时应使晶粒流线沿齿廓分布,以获得良好的综合和机械性能。
3.修正减速器中的齿轮参数。重新测绘和修正轮齿的螺旋角和模数,保证齿轮各种参数的准确性,以便于精确加工,提高齿轮的重合度和传动稳定性,从而提高齿轮的承载能力。
4.制定合理的热处理工艺。齿的抗弯曲性取决于结构。通过淬火和强化,可以提高轮齿的抗弯曲能力,从而延长齿轮的寿命。为了保证齿轮能长期承受接触载荷,避免过早被压溃变形而引入附加载荷,需要重新设计齿面硬化层的合理厚度。
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