Znanje - Sanxin

Zupčanici su ključne komponente mehaničkih prijenosnih sustava, a njihova pouzdanost izravno utječe na radni vijek i sigurnost opreme. Međutim, pri velikim brzinama, velikim opterećenjima ili teškim radnim uvjetima, zupčanici često otkazuju iz različitih razloga, poput loma, što dovodi do zastoja opreme ili čak sigurnosnih nesreća. Točkasta korozija je također čest način kvara zupčanika, što može smanjiti učinkovitost prijenosa, povećati buku, pa čak i uzrokovati potpuni kvar zupčanika.

Ovaj članak uglavnom raspravlja o načinima kvara, uzrocima, metodama otkrivanja i preventivnim mjerama loma i korozije zupčanika, pružajući reference za projektiranje, proizvodnju i održavanje zupčanika.

 

I. Lom zupčanika

 

Prema karakteristikama i mehanizmima loma, lomovi zupčanika mogu se uglavnom podijeliti u sljedeće vrste:

 

1.1 Prijelom uslijed zamora

Karakteristike: Pukotine počinju od korijena zuba ili površine zuba i postupno se šire do loma. Površina loma pokazuje značajke "tragova plaže" ili "tragova školjke".

Uzroci:

- Koncentracija naprezanja pri cikličkom opterećenju (kao što je nedovoljan radijus zaobljenja u korijenu zuba).

- Unutarnji nedostaci materijala (uključci, pore).

- Nepravilna površinska obrada (kao što je neravnomjerna dubina cementiranog sloja).

 

1.2 Prijelom uslijed preopterećenja

Karakteristike: Površina loma je hrapava, bez očite zone širenja uslijed zamora, i općenito se radi o jednokratnom lomu.

Uzroci:

o Trenutno preopterećenje (kao što je udarno opterećenje ili blokirani rotor).

o Nedovoljna projektna čvrstoća (premali modul ili niska granica razvlačenja materijala).

 

1.3 Krhki lom 

Karakteristike: Površina loma je glatka i ima radijalni ili riblji uzorak, što se često viđa kod zupčanika na niskim temperaturama ili s visokom tvrdoćom.

Uzroci:

- Slaba žilavost materijala (npr. kaljen, ali ne i popušten).

- Vodikova krhkost (nije dehidrirana nakon galvanizacije ili pranja kiselinom).

 

1.4 Lom uzrokovan korozijom i zamorom

Karakteristike: Površina prijeloma prekrivena je produktima korozije, a pukotine uglavnom potječu od korozijskih jama.

Uzrok:

o Zupčanik je izložen naizmjeničnom naprezanju u korozivnom okruženju (kao što je morska voda, kisela magla).

 

 

II. Analiza loma zupčanika

 

2.1 Makroskopski pregled

Morfologija površine loma: Promatrajte postoje li na površini loma pruge od zamora, udubljenja ili krhki elementi.

Podrijetlo pukotine: Odredite početnu točku pukotine (obično se nalazi na korijenu zuba, površini zuba ili unutarnjem defektu).

 

2.2 Mikroskopska analiza

Metalografsko ispitivanje: Provjerite strukturu materijala (npr. je li kaljeni martenzit pregrijan ili postoje li nemetalni uključci).

SEM/EDS analiza: Promatrajte mikrostrukturu površine loma skenirajućom elektronskom mikroskopijom i kombinirajte analizu energetskog spektra kako biste odredili sastav korozije ili inkluzija.

 

2.3 Ispitivanje mehaničkih svojstava

Ispitivanje tvrdoće: Za utvrđivanje zadovoljava li dubina površinski kaljenog sloja standard (na primjer, površinska tvrdoća cementiranih zupčanika trebala bi biti od 58 do 62 HRC).

Ispitivanje udarom: Za procjenu žilavosti materijala na niskim temperaturama (posebno za zupčanike koji se koriste u hladnim okruženjima).

 

2.4 Pregled opterećenja i radnih uvjeta

Analiza konačnih elemenata (FEA): Simulirati sile na zupčaniku i provjeriti odgovaraju li područja koncentracije naprezanja podrijetlu pukotina.

Podaci o praćenju vibracija: Provjerite postoje li abnormalni zapisi o vibracijama ili udarnom opterećenju prije kvara.