齒面膠合的原因及預防方法

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發表于 2016-9-22 10:02:05 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

當齒輪繼續運轉時，由于兩齒輪的相對滑動，在齒輪表面撕成溝紋，這種現象就稱為齒面膠合，簡稱膠合。在高速重載的齒輪傳動中，往往因溫度升高，潤滑油的油膜被破壞，接觸齒面產生很高的瞬時溫度，同時在很高的壓力下，情況嚴重時齒面接觸處的金屬局部黏結在一起，出現齒面膠合后將產生強烈磨損。齒面膠合按程度可劃分為以下幾類：

輕微膠合
當在齒頂或齒根表面出現輕微膠合線（齒面劃痕）時，稱為輕微膠合。用低倍顯微鏡放大觀察，發現齒面上有許多小的熔焊粘著痕跡區，并沿滑動速度方向撕裂。一般在新齒輪運轉初期，或在潤滑不充分狀態下起動時容易出現這種損傷。只要經過一段時間跑合后，嚙合齒面形成了較好的潤滑狀態時，輕微膠合就會停止。
這種損傷可能是由于運轉初期相嚙合齒面的潤滑條件與工作情況不甚協調，但材質條件較好而造成的；也可能是由于輕微干涉引起的。
控制起動過程中的載荷和保持良好的潤滑條件，可避免產生輕微膠合。如輕微干涉引起的損傷，則應及時排除產生干涉的起因。

中等膠合
中等膠合經常出現在輪齒的齒頂和齒根表面上，齒面上垂直于線的膠合線（齒面劃痕）連成一片，但不遍及全齒面，同時膠合線較細較淺。
齒輪輪齒嚙合處的局部溫度過高而導致潤滑油膜破裂是產生這種損傷的主要原因。
降低供油溫度以降低齒輪本體溫度，換有極壓添加劑的潤滑油，在接觸齒面涂敷固體潤滑劑，利用珩齒降低表面粗糙度等，均有利于造成良好的潤滑條件，達到防止出現這種損傷的目的。在可能的條件下，適當降低載荷和速度，也可減輕或避免這種損傷。

破壞性膠合
破壞性膠合在齒面上的膠合線（齒面劃痕）較深，沿齒面滑動方向有明顯的材料移失痕跡，幾乎連成一片。由于齒面上金屬大量撕脫，工作節線明顯地暴露出來，正常的齒廓被破壞，振動和噪聲增大，齒輪報廢。
破壞性膠合的產生是因為齒面載荷過大，滑動速度高，潤滑不充分，齒面局部接觸溫度過高的結果。
這種膠合狀態危害性極大，有時會突然發生，所以一定要事先防范。防范的方法是，改善潤滑條件，使用極壓添加劑的潤滑油，降低齒面壓力和滑動速度。

局部膠合
在形貌上與中等膠合有相似之處，但僅集中發生在相接觸齒面的局部區域上，并不沿相接觸的全部齒面延伸、擴展。
局部膠合通常是由于載荷集中造成的。載荷集中可能是設計不當引起的，也可能是制造誤差、安裝誤差、外載荷偏斜或齒面不均勻冷卻形成的。在鼓形齒中，當鼓形量過大時，在凸起部分也會形成載荷集中而引起局部膠合。齒輪熱膨脹不均勻也會形成凸起效應而導致載荷集中，尤其齒寬較大時，齒輪中部比兩端溫升高、熱膨脹量大，這種損傷形式易于出現。
可通過消除局部載荷集中來避免發生局部膠合。齒輪箱體孔中心線的形位公差和齒輪齒向誤差應選擇適當。高速齒輪應注意沿嚙合區寬度散熱均勻，冷卻油量和供油部位要適當。鼓形齒的鼓形量也不能選得過大。