隨著帶壓開孔機(jī)進(jìn)行管道帶壓開孔施工時(shí)間周期超長(zhǎng),變速箱等設(shè)備中齒輪出現(xiàn)故障或失效是必然的。因此,適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變速箱的保養(yǎng)和維護(hù)工作是保證帶壓開孔設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要手段之一。帶壓開孔過程中,因阻力突然增長(zhǎng),或由于動(dòng)力消失后的突然加持,使齒輪受到慣力和動(dòng)力的雙重力的作用下突然斷裂的可能性增大?,F(xiàn)場(chǎng)操作人員應(yīng)當(dāng)熟悉帶壓開孔機(jī)的使用操作手冊(cè)來進(jìn)行施工。下面簡(jiǎn)要介紹一下齒輪主要的失效形式:
變速箱齒輪在帶壓開孔傳動(dòng)過程中,它在載荷的作用下,如果發(fā)生輪齒折斷,齒面磨損等現(xiàn)象,齒輪就失去了正常的工作能力,我們稱之為失效?,F(xiàn)象有以下幾點(diǎn):
1.變速箱輪齒折斷
輪齒折斷是齒輪失效的重要形式,齒根處的彎曲應(yīng)力最大,而且應(yīng)力集中, 所以齒輪折斷一般發(fā)生在輪齒根部。
折斷原因有兩種:一種為受到過載或沖擊,發(fā)生突然折斷。另一種為疲勞裂縫逐漸擴(kuò)大,引起疲勞折斷。
2.輪齒的點(diǎn)蝕
輪齒工作時(shí),齒面接觸處將產(chǎn)生循環(huán)的接觸應(yīng)力。當(dāng)接觸應(yīng)力和重復(fù)次數(shù)超過某一限度時(shí),輪齒表面就會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的疲勞裂紋,形成麻點(diǎn)和斑坑,這種現(xiàn)象稱為點(diǎn)蝕。
3.齒面膠合
齒輪在高速重載的閉式傳動(dòng)環(huán)境中,齒面間的潤(rùn)滑油因溫度過高從而粘度急劇降低,使油膜破裂。
或是齒輪在低速重載的閉式傳動(dòng)環(huán)境中,由于齒面間壓力大,而齒面油膜形成的相對(duì)速度不夠,故油膜不易形成。
在上述兩種情況下,帶壓開孔機(jī)變速箱內(nèi)兩齒面發(fā)生金屬直接接觸,發(fā)生表面金相變化, 當(dāng)兩齒相互滑動(dòng)時(shí),就會(huì)在較軟的齒面上撕下一部分材料粘接在另一較硬的齒面上,從而在較軟的齒面上沿滑動(dòng)方向形成膠合溝紋,這種失效形式稱為齒面膠合。
4.齒面磨損
齒輪在傳動(dòng)過程中,齒面有相對(duì)滑動(dòng),因此齒根及齒頂部分相對(duì)磨損較大。如果潤(rùn)滑不良或者是開式傳動(dòng)環(huán)境灰塵堆積等其它因素,則磨損將更加迅速和嚴(yán)重。磨損后的齒廓已經(jīng)不是原漸開線,齒側(cè)間隙增大,輪齒變薄, 容易引起沖擊、震動(dòng)和噪聲,甚至發(fā)生輪齒折斷現(xiàn)象。(帶壓開孔機(jī)的液壓馬達(dá)齒輪發(fā)生此現(xiàn)象較多)
5.輪齒塑性變形:
齒面較軟的齒輪,在低速重載的條件下工作時(shí),由于齒面壓力過大,在摩擦力作用下,使齒面金屬產(chǎn)生塑性流動(dòng),從而失去原來的正確齒形,這種現(xiàn)象稱為輪齒的塑性變形。
針對(duì)以上情況,帶壓開孔在施工中或設(shè)備生產(chǎn)加工和原材料選擇上有許多方法可以防止齒輪失效:
1.防止輪齒突然折斷:應(yīng)當(dāng)避免帶壓開孔機(jī)操作時(shí)突然加大進(jìn)給,并突然轉(zhuǎn)速,使傳動(dòng)和進(jìn)刀過程中過載和沖擊。
防止輪齒疲勞折斷:應(yīng)進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。采用增大模數(shù)、增加齒寬, 選用合適的材料和熱處理加工方法來使之延長(zhǎng)壽命。當(dāng)帶壓開孔機(jī)齒輪使用壽命時(shí),應(yīng)當(dāng)予以更換。
2.防止輪齒的點(diǎn)蝕:采用合適的材料和齒面硬度,計(jì)算和定位接觸精度,增大潤(rùn)滑油的粘度等方法。
3.齒面磨損:提高齒面硬度,采用適當(dāng)?shù)牟牧辖M合,改善潤(rùn)滑條件定期更換傳動(dòng)潤(rùn)滑油。
4.防止齒面膠合:對(duì)于低速傳動(dòng)系統(tǒng)可采用高粘度潤(rùn)滑油的方法。對(duì)于高速傳動(dòng)系統(tǒng)中,可采用在潤(rùn)滑油液中加入二硫化鉬等添加劑,使油液活性化,能較牢的粘附在齒面上,還可選擇不同材料使兩齒面不宜粘連,提高齒面的硬度, 降低表面粗糙度等。
5.防止輪齒塑性變形:選用屈服極限較高的材料,適當(dāng)提高齒面硬度和潤(rùn)滑油粘度,盡量避免帶壓開孔機(jī)的頻繁啟動(dòng)和過載。