Mengapa Gear Gagal — Pitting, Scuffing, Haus dan Patah Gigi? Data Tegasan dan Langkah Pencegahan

Jawapan teras: Kerosakan gear terbahagi kepada empat mod — pitting, scuffing, haus abrasif dan patah gigi. Pitting berlaku apabila tegasan sentuhan melebihi nilai dibenarkan (kira-kira 650–720 MPa untuk 40Cr yang dikuen dan ditemper, 1400–1500 MPa untuk 20CrMnTi berkarbur; nilai rujukan jadual); scuffing ialah kerosakan kimpal-dan-koyak akibat suhu kilat berlebihan; haus kebanyakannya disebabkan minyak tercemar; patah ialah beban lentur berlebihan atau bakar pengisaran tersembunyi. Langkah pencegahan dalam tiga langkah: periksa kekuatan mengikut GB/T 3480, kawal rawatan haba dan pengisaran, urus pelinciran dan penapisan. Kebanyakan kegagalan awal boleh dielakkan.

1. Empat Mod Kegagalan: Kenal Pasti Lokasi Dahulu#

Pitting ialah pengelupasan bopeng pada sisi gigi di bawah tegasan sentuhan berulang. Scuffing ialah kerosakan kimpal-dan-koyak akibat tekanan dan suhu tinggi. Haus abrasif ialah zarah keras yang mengikis sisi gigi. Patah gigi ialah patah gigi keseluruhan atau sebahagian. Setiap satu mempunyai lokasi, mekanisme dan penyelesaian tersendiri. Gambaran keseluruhan:

2. Pitting dan Scuffing: Dua Jenis Kerosakan Sisi Gigi#

2.1 Pitting: Hasil Kumulatif Tegasan Sentuhan Berlebihan#

Tegasan sentuhan ialah tekanan mampatan serta-merta antara gigi yang bersirat, diperiksa mengikut GB/T 3480 (sama dengan ISO 6336) dengan formula Hertz. Pitting biasanya bermula berhampiran garisan pic, di mana kelajuan gelongsor rendah dan filem minyak paling sukar terbentuk.

Data untuk gear keluli: tegasan sentuhan dibenarkan bergantung pada bahan dan rawatan — kira-kira 650–720 MPa untuk Q&T 40Cr, 700–780 MPa untuk Q&T 42CrMo, 1400–1500 MPa untuk 20CrMnTi berkarbur (HRC 58–62) (nilai jadual, beban berdenyut). Pasangan gear yang sama pada tegasan sentuhan 750 MPa mempunyai margin hampir dua kali ganda dalam 20CrMnTi dan berada hampir had dalam 40Cr. Tugas sama, hayat berbeza — dari situlah perbezaannya.

Tiga arah pembaikan: besarkan saiz atau tukar bahan untuk menolak tegasan sebenar di bawah yang dibenarkan; pastikan pelinciran baik, kerana keadaan filem menentukan hayat apabila tegasan berada hampir had; tingkatkan kekerasan permukaan, yang menaikkan tegasan dibenarkan. Faktor keselamatan sasaran SH: 1.0–1.3 untuk mesin am, 1.3–1.6 untuk pemacu kritikal.

2.2 Scuffing: Kimpal, Kemudian Koyak#

Scuffing ialah kerosakan di mana filem pecah di bawah tekanan dan kelajuan tinggi, logam bersentuhan dengan logam, terkimpal, dan terkoyak meninggalkan alur. Gear tugas berat perlahan dan gear laju tinggi kedua-duanya mengalaminya; penunjuknya ialah suhu kilat. Minyak mineral biasanya gagal melebihi kira-kira 120–180°C suhu kilat; minyak sintetik boleh pergi lebih tinggi.

Langkah pencegahan pemesinan dan pemilihan: gunakan minyak dengan bahan tambahan EP sulfur/fosforus; turunkan kekasaran sisi gigi bawah Ra 0.4 untuk mengurangkan sentuhan mikro-asperiti; kekerasan permukaan lebih tinggi juga membantu. Gear ternitrid mempunyai pekali geseran permukaan rendah dan turut muncul dalam tugas ini.

3. Haus: Separuh Daripadanya Ialah Pengurusan Pelinciran#

Haus abrasif ialah zarah keras (habuk, serpihan) yang dibawa ke dalam siratan oleh minyak, mengikis sisi gigi. Gear baharu mempunyai tempoh larian awal kira-kira 0.005–0.02 mm haus sebelum mencapai keadaan mantap. Apabila kebersihan minyak rendah, kadar haus meningkat mendadak, profil gigi berubah, dan bunyi serta backlash kedua-duanya memburuk.

Kebersihan minyak dinilai mengikut ISO 4406: 17/15/12, misalnya, bermaksud 1300–2500 zarah lebih besar daripada 4 µm per mililiter. Kawalannya mudah: penarafan penapis yang sepadan, perumahan tertutup, penukaran minyak berjadual. Kaedah pelinciran juga penting — percikan untuk kelajuan sederhana/rendah, jet paksa untuk kelajuan tinggi dan beban berat.

4. Patah Gigi: Tegasan Lentur, Hentakan dan Bakar Pengisaran#

Tegasan lentur akar ialah tegasan tegangan pada akar gigi di bawah beban; apabila melebihi had, gigi patah dari akar. Patah datang dalam dua bentuk: patah lesu daripada kitaran terkumpul, dan patah beban berlebihan daripada satu hentakan. Tugas hentakan mengambil faktor aplikasi KA sehingga 1.5–2.0; jangan reka bentuknya sebagai beban licin.

Dua faktor tersembunyi dalam pemesinan. Pertama, fillet akar: pemotong jenis rak standard meninggalkan jejari kira-kira 0.38m; jejari kecil bermaksud kepekatan tegasan lebih tinggi. Bertukar kepada pemotong jejari penuh mengurangkan faktor bentuk YF sebanyak kira-kira 5%, dan tegasan lentur mengikutinya. Kedua, bakar pengisaran: suapan masuk terlalu agresif atau penyejukan lemah semasa pengisaran gear boleh menemper atau malah mengeraskan semula permukaan, meninggalkan tegasan tegangan sisa dalam urutan ratusan MPa — hayat lesu lentur menurun dengan ketara. Pengesanan: bunyi Barkhausen (kaedah magnetoelastik) dan punaran nital. Suapan masuk pengisaran kemasan biasanya dikekalkan pada 0.005–0.01 mm setiap laluan.

Shot peening ialah remedi biasa: ia memasukkan kira-kira 300–600 MPa tegasan sisa mampatan ke dalam lapisan permukaan akar, mengimbangi sebahagian tegasan tegangan kerja. Gear berkarburisasi bertindak balas dengan sangat baik kerana akarnya keras.

5. Perkara Pemilihan: Enam Langkah#

1. Periksa kekuatan: faktor keselamatan sentuhan dan lenturan mengikut GB/T 3480, SH/SF 1.0–1.3 (am) atau 1.3–1.6 (kritikal);
2. Tetapkan faktor aplikasi: KA 1.0–1.25 seragam, 1.25–1.5 hentakan sederhana, 1.5–2.0 hentakan berat;
3. Pilih bahan mengikut risiko kegagalan: permukaan lebih keras (karburisasi, nitrida) untuk pitting, periksa kekuatan akar dan shot peening untuk patah, minyak EP untuk scuffing;
4. Pilih pelinciran: percikan untuk kelajuan sederhana/rendah, jet paksa untuk kelajuan tinggi dan beban berat, gred minyak mengikut kelikatan ISO VG;
5. Kawal kebersihan minyak: tetapkan sasaran penapisan mengikut ISO 4406, uji mengikut jadual;
6. Tetapkan gred ketepatan: pengisaran mencapai DIN 5–6, hobbing dan shaving DIN 7–8; ketepatan mempengaruhi taburan beban dan hayat.

Jalankan pemeriksaan kekuatan sebelum membincangkan proses; belanjakan wang di tempat yang penting. Apabila margin kecil, besarkan modul atau lebar muka dahulu, kemudian tukar bahan.

6. Apa yang Geyontech Boleh Lakukan#

Geyontech memesin gear taji dan heliks daripada lukisan dalam modul M0.5–M12, sehingga Φ600 mm OD, dengan ketepatan gigi sehingga DIN 5. Bahan biasa — 20CrMnTi, 40Cr, 42CrMo, 38CrMoAl — semuanya tersedia dalaman, disokong oleh karburisasi, nitriding gas dan pemeriksaan penuh (penguji profil/heliks/pitch, penguji kekerasan, metalografi), dengan grinding burn di bawah kawalan proses.

• Gear taji
• Gear heliks
• Gambaran keseluruhan keupayaan

Hantar data tugas anda — kuasa, kelajuan, tahap hentakan, keadaan pelinciran — dan pasukan kejuruteraan akan membalas dengan pemeriksaan kekuatan dan sebut harga sebaik sahaja data tugas disemak. Kenal pasti mod kegagalan dahulu; arah pembaikan akan menyusul.

Lawati laman web Geyontech atau halaman sebut harga dengan data tugas anda untuk pengiraan kekuatan percuma dan cadangan proses.