隨著帶壓開孔機進行管道帶壓開孔施工時間周期超長,變速箱等設備中齒輪出現故障或失效是必然的。因此,適當地進行變速箱的保養和維護工作是保證帶壓開孔設備正常運轉的必要手段之一。帶壓開孔過程中,因阻力突然增長,或由于動力消失后的突然加持,使齒輪受到慣力和動力的雙重力的作用下突然斷裂的可能性增大?,F場操作人員應當熟悉帶壓開孔機的使用操作手冊來進行施工。下面簡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過程中,它在載荷的作用下,如果發生輪齒折斷,齒面磨損等現象,齒輪就失去了正常的工作能力,我們稱之為失效?,F象有以下幾點:
1.變速箱輪齒折斷
輪齒折斷是齒輪失效的重要形式,齒根處的彎曲應力最大,而且應力集中, 所以齒輪折斷一般發生在輪齒根部。
折斷原因有兩種:一種為受到過載或沖擊,發生突然折斷。另一種為疲勞裂縫逐漸擴大,引起疲勞折斷。
2.輪齒的點蝕
輪齒工作時,齒面接觸處將產生循環的接觸應力。當接觸應力和重復次數超過某一限度時,輪齒表面就會產生細微的疲勞裂紋,形成麻點和斑坑,這種現象稱為點蝕。
3.齒面膠合
齒輪在高速重載的閉式傳動環境中,齒面間的潤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環境中,由于齒面間壓力大,而齒面油膜形成的相對速度不夠,故油膜不易形成。
在上述兩種情況下,帶壓開孔機變速箱內兩齒面發生金屬直接接觸,發生表面金相變化, 當兩齒相互滑動時,就會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
齒輪在傳動過程中,齒面有相對滑動,因此齒根及齒頂部分相對磨損較大。如果潤滑不良或者是開式傳動環境灰塵堆積等其它因素,則磨損將更加迅速和嚴重。磨損后的齒廓已經不是原漸開線,齒側間隙增大,輪齒變薄, 容易引起沖擊、震動和噪聲,甚至發生輪齒折斷現象。(帶壓開孔機的液壓馬達齒輪發生此現象較多)
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,由于齒面壓力過大,在摩擦力作用下,使齒面金屬產生塑性流動,從而失去原來的正確齒形,這種現象稱為輪齒的塑性變形。
針對以上情況,帶壓開孔在施工中或設備生產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:應當避免帶壓開孔機操作時突然加大進給,并突然轉速,使傳動和進刀過程中過載和沖擊。
防止輪齒疲勞折斷:應進行齒根彎曲疲勞強度計算。采用增大模數、增加齒寬, 選用合適的材料和熱處理加工方法來使之延長壽命。當帶壓開孔機齒輪使用壽命時,應當予以更換。
2.防止輪齒的點蝕:采用合適的材料和齒面硬度,計算和定位接觸精度,增大潤滑油的粘度等方法。
3.齒面磨損:提高齒面硬度,采用適當的材料組合,改善潤滑條件定期更換傳動潤滑油。
4.防止齒面膠合:對于低速傳動系統可采用高粘度潤滑油的方法。對于高速傳動系統中,可采用在潤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,適當提高齒面硬度和潤滑油粘度,盡量避免帶壓開孔機的頻繁啟動和過載。