舉例分析球磨機輪齒斷裂故障原因(上)

時間:2015/4/7 作者:紅星機器 返回列表

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某用戶反映,球磨機安裝完畢后,空載試運行時聲音不太正常,停機檢查發現,主傳動齒輪中小齒輪的根部有裂紋。這是什么情況呢?紅星專家對此設備進行了實地考察分析。

一開始,維修人員認為小齒輪裂紋時加工制造過程中,由于比傲慢質量存在問題而引起的應力集中逐步發展所致。但是換了一個新的小齒輪經過幾天空在磨合之后投入生產試運行,還是產生了不正常的嚙合聲,運行了兩個月,小齒輪輪齒直接就斷裂了。

現場分析認為,嚙合噪聲的存因是嚙合間隙過大。因此,對齒輪傳動的嚙合間隙進行了調整。再次啟動運行,果然振動及噪聲有所減小,但兩個月之后,小齒輪斷了兩齒。換第四個新的小齒輪,并同樣對嚙合間隙進行調整。這一次僅運行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:傳動系統的動載荷過大;齒根圓角半徑過小;齒根表面粗糙度值過大;滾切時齒根被拉傷;材料中有缺陷,熱處理產生微小裂紋及其他有害殘余應力等。當齒根處的交變應力超過了材料的疲勞極限時,齒根圓角處產生疲勞裂紋,裂紋又不斷擴展,導致輪齒的彎曲疲勞折斷。

過載折斷則通常是由于短時嚴重過載的沖擊載荷作用,使輪齒承受的應力超過其極限應力所致。載荷嚴重集中、動載荷過大及有較大的硬質異物進入輪齒嚙合處,均可引起過載折斷。

但球磨機傳動系統的動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、齒輪精度、表面質量都進行了測量和檢驗,檢測結果均符合圖紙技術要求,據此分析應是疲勞和過載的共同作用。

專家對折斷情況及設備工作情況進行分析,發現并無意外或者嚴重過載情況發生,也沒有太大的沖擊載荷作用,且每次故障發生時,兩輪輪齒嚙合處,也沒有硬質異物在其間。由此判斷,斷齒的主要原因應是輪齒上載荷嚴重集中。

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。現場檢查發現齒面的接觸面積雖然達到了90%,但是靠近筒體一端著色明顯要重一些,而靠近聯軸器的一端則明顯要輕,前者僅占齒面的50%。

且幾次斷齒都是靠近筒體這一端,遂得出結論,正是因為工作載荷集中,導致了小齒輪的多次折斷。

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