農業機械齒輪的失效判定與維護

在農業機械中齒輪傳動屬于最重要的傳動方式，對齒輪產生影響的因素有很多，從整體的構成上來看主要有齒輪箱、軸承以及軸等零件，從零件的制造精度、裝配精度來看，零件的設計與選材、熱處理有關，使用與齒輪的保養和潤滑有關。農業機械的齒輪傳動率比較大，經常會在大負荷、低速的情況下運轉，工作條件比較苛刻，保養也不夠規范，很容易導致齒輪傳動失效，出現故障。文章針對農業機械齒輪的失效判定以及養護方式進行了分析，以供參考。

01　齒輪失效的原因

1.1 齒牙折斷

1）過載折斷。機械齒輪出現短期超載、過載，或者接觸線載荷集中現象比較嚴重，都可能導致齒輪出現過載折斷的現象。過載出現以下幾種情況可能會導致齒輪斷裂：因軸承損壞導致齒輪的負荷過載；突然出現沖擊過載荷；兩個配對齒輪之間出現異物導致過載負荷；軸本身的彎曲導致過載荷。過載導致齒輪折斷時，斷面呈粗晶粒狀，這種情況通常在高硬度的鋼制齒輪或者鑄鐵齒輪中出現，最終導致齒輪斷裂。 

2）疲勞折斷。一旦齒根處的材料交變能力達到疲勞極限，齒根圓角就會出現疲勞裂紋，裂紋會迅速擴大，最終導致齒輪出現彎曲折斷的情況。斜齒圓柱齒輪與人字齒輪之間出現接觸線傾斜，兩種齒輪出現齒根裂紋通常順著傾斜方向擴展，出現折斷的面比較光滑，可以從裂紋的周圍看到貝殼式的花紋。 

1.2 齒面膠合

在齒輪低速傳動的情況下，齒輪本身的接觸不好或者齒面的形狀不規則，導致正常的齒面局部壓力太大，無法在齒輪表面形成潤滑油膜，或者潤滑本身的黏度太低，形成的油膜厚度不夠，導致齒面之間的金屬直接產生接觸，局部高溫而熔焊，同時順著滑動的方向而撕裂產生溝痕，這就是冷膠合。齒面膠合情況通常出現在調質齒輪的傳動過程中。在齒輪的高速重載情況下，可能導致局部溫度瞬間升高，進而導致油膜發生破裂，兩個接觸面的金屬發生熔焊，同時順著滑動的方向撕裂而產生溝痕，這就是熱膠合。 

1.3 齒面磨損

齒面磨損可定義為輪齒接觸表面材料發生耗損。如果嚙合區里混入灰塵或臟東西，那么在滑動速度下，齒面也會受損，這樣的磨損被稱為磨粒磨損。齒厚磨損現象過多會導致折斷現象，根據磨損的機理將磨損劃分為磨料磨損、刮傷、腐蝕磨損以及潤滑油不足導致的磨損等。其中，毀壞性磨損通常是潤滑油的使用出現問題或者設計的齒輪與齒輪本身的選材不當導致的。

1.4 齒面燒傷 

齒面燒傷主要是過載、超速或選用的潤滑油不合適而導致過度摩擦，進而引起局部溫度升高造成的。局部溫度過高可以使淬火鋼變色、過回火或出現重新淬火的情況，發生燒傷的位置出現疲勞失效的速度也會加快。

1.5 齒面塑性變形

在重載荷的影響下，表面金屬的屈服會讓表面產生塑性變形，短時間的過載或齒面摩擦系數增大，會導致軟齒面的表層金屬順著滑動方向流動，進而出現塑性變形的情況。齒輪工作面出現塑性變形后，形成的外形特征主要是起皺變形、波紋變形以及壓塌和飛邊變形。在齒輪齒面發生塑性變形的主要原因是熱處理不當、過載以及潤滑不當。

02　傳動齒輪的正確保養方式

2.1 選用正確的潤滑油

在齒輪的傳動中，潤滑油屬于不可缺少的潤滑介質，能對輪齒起到保護作用，進而避免出現損傷。傳動齒輪對潤滑油的黏度有特殊要求的，如果黏度太低，會無法形成保護膜，對輪齒的嚙合面也起不到保護作用；黏度過高，會導致傳動齒輪失去摩擦，氣溫太低的情況下也無法啟動。此外，在強載高速運轉的情況下，齒輪表面的油溫太高很容易導致氧化和變質，在高溫的情況下齒輪油具備良好的抗氧化安定性能，必須用標準規格的潤滑油，確保齒輪的抗氧化性。

2.2 確保齒輪表面的潔凈

在使用農業機械以及大型的農用設備時，要避免出現過載的情況，確保齒輪的傳動系統的封閉性，進而避免齒輪箱中進入硬物和灰塵。

2.3 配件更換要選擇原廠件

非原廠件因為加工方式、生產標準以及選擇的材料不同，所出廠的配件可達不到要求，維修之后也達不到原來的效果，很有可能在使用過程中出現故障。在選擇齒輪的時候一定要注意齒輪表面的粗糙度。相關研究發現，低速重載的齒輪表面粗糙程度會給齒輪表面造成較大的磨損，初始零件表面的粗糙程度越高。發生磨損的機率也越高，一定要選擇表面光滑的齒輪。 

03　結束語

在對農業機械失效齒輪進行更換和維護之后，必須做好磨合再進行使用，確保使用過程中不會產生磨損。此外，要不斷改善新齒輪的表面質量，提升齒輪的承載能力和耐磨性，進而延長農業機械的使用壽命。

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