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行星减速机齿轮产生点蚀和剥落的原因是什么?如何解决?

   行星减速机齿轮产生点蚀和剥落的原因是什么?如何解决?接下来行星减速机厂家就在本文中为您简单介绍一下。

  (1) 设计不合理,行星减速机是在超负荷情况下运行,齿面已经过载(见强度校核复算)。

  (2) 制造精度不高,齿廓偏差大,齿面轴线垂直度不好,造成齿面接触不良,局部接触严重过载,率先产生点蚀剥落。

  (3) 齿面润滑不良,齿面油膜过薄形成过薄膜(油膜)条件运转,说明润滑油黏度偏低。

  1. 2 内齿圈齿部断齿原因分析

  从齿面损坏部位看,靠近行星轮啮合区的中下部,断齿分布不均,每隔 4 5 齿发生不同程度的撕裂,这一级在行星减速机低速运转时,承载的负荷较大。

  内齿圈材料经过化验分析,元素接近于 ZG310- 570( ZG45) 铸钢,实测齿面硬度为HBS200 HBS220,为软齿面。

  众所周知,当齿轮参数设计合理时,材料内在质量是齿轮承载能力决定性因素,铸钢本身存在着各种缺陷,化学成份不均匀,组织相对锻件而言紧密度差,再加上调质硬度偏低等缺陷,大大降低了材质的承载能力。在行星减速箱低速起动运转时,所产生的瞬时载荷过大,这两者是内齿圈发生断齿的根本原因。另外,经过齿轮检测仪测量,齿形、齿向精度为 7 级8 级,齿部为软齿面,精度低,齿部接触不好,硬度偏低,承载能力会减小,这也是内齿圈断齿的又一个原因。

  总之,通过对锥齿轮和内齿圈损伤失效分析可知,该行星齿轮减速器设计选材不够合理,制造精度低,是造成故障的根本原因。

  2 原锥齿轮,内齿圈齿轮强度校核复算

  2. 1 锥齿轮,第三级内齿圈几何参数及相关数据

  2. 2 锥齿轮和内齿圈强度校核

  锥齿轮和内齿圈的强度校核复算,分别依据 标准 GB/T10062- 1988!锥齿轮承载能力计算方法和GB/ T3480- 1997渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法进行。

  表中疲劳极限和小 系数的选取,也是按齿轮强度计算标准选取的,主要是为了便于和国产化改进设计的强度计算结果作比较,强度校核复算结果看出原齿轮设计强度不足,加上制造安装精度偏低,齿轮接触带调整不好,促使齿轮发生损伤失效。

  3 锥齿轮和内齿圈的国产化改进设计

  3. 1 设计指导思想

  通过对锥齿轮和内齿圈失效分析和原设计强度校核复算,提出国产化设计的具体改进措施。

  ( 1) 先要满足原设计的传动和安装要求根据现场要求,原设计的传动要素和齿轮主要参数速比、模数、齿轮、螺旋角不能变,齿宽可根据齿轮箱结构条件改变( 加宽或不变) ,齿轮结构设计的配合尺寸,外联接尺寸不能变。

  ( 2) 改变锥齿轮、内齿圈毛坯材料原锥齿轮毛坯材料相当于国产的 20CrMnMo,现改为20Cr2Ni4,渗碳淬火钢锻件,同样为渗碳淬火工艺,渗层深度由原来的( 0. 8 1.0) mm 改为( 1. 0 1.4) mm.

  ( 3) 提高齿面硬度,由原来要求的( 50 52) HRC( 改为 58 62) HRC,目的是提高接触疲劳强度极限。

  精度由原来的 7 级提高到 6 级。

  原第三级内齿圈材料相当国内的 ZG45 铸钢,现改为 42CrMo 锻件,调质硬度由原来的( 20 22) HRC 提高到( 26 28) HRC,齿面进行深层氮化,氮化层硬度( 600 670) HV,氮化深度( 0. 5 0. 7) mm,精度由原来的7 级提高到 6 级,目的是提高内齿圈内接触和弯曲疲劳强度极限。

  材质和工艺的改变有效的提高了齿轮的精度和承载能力。另外,装配时,精心调整接触区和齿轮侧隙,按锥齿轮装配调整规则,要求初始接触区调整到中部靠小端,跑合后扩展沿齿高不小于 50%.沿齿长不小于80%,行星轮和内齿圈齿侧间隙在 0. 15mm 0. 25mm.

  3. 2 改进设计后的锥齿轮和内齿圈强度计算

  国产化改进设计后的锥齿轮和内齿圈强度计算,和表 6 摘录了一些数据进行论证。从强度计算结果看,都适当提高了极限应力,比原设计都有较大的改善,极限应力是根据国内材料的冶金质量,热处理水平和加工精度等综合因素考虑选取的,使用实践证明是比较合理的。需要说明的是,改进设计不能改变原参数,原来设计不合理( 设计参数选择不当) ,状况未得到根本改变,只是从选材、热处理和加工工艺上作一些改进,系数有所提高,满足了目前生产需求。

  4 结束语

  (1) 国产化改进设计的圆盘行星减速机已经正常运转两年了,与原进口减速机相比,运转平稳,油温低,噪声低,降低了故障率。

  (2) 对进口产品国产化,要始终坚持对现场暴露出来的问题进行具体分析,总的是要合理设计,合理选材,合理选择工艺,降低成本,提高承载能力,延长使用寿命。

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