Виды отказов зп

Причиной отказов ЗП является поверхностной и объемное разрушение зубьев.

ОБЪЕМНОЕ РАЗРУШЕНИЕ: поломка зуба. Причина поломки – циклические и статические напряжения изгиба, превышающие в процессе работы опасные (предельные) напряжения.

Усталостная поломка: обусловлена накоплением усталостных повреждения при многократном циклическом (R=0 или R=-1) нагружении зубьев в условиях длительной работы передач. Критерий работоспособности – изгибная выносливость зубьев. При усталостной поломке линия отлома – вогнутая.

Условие изгибной выносливости: σ_F [σ_F];

- Статическая поломка: характерна при кратковременных перегрузках передач. Критерий работоспособности – статическая изгибная прочность зубьев. При статической поломке линия отлома – выпуклая.

Условие статической изгибной прочности:σ_Fmax [σ_Fmax];

Меры предупреждения поломок зубьев:

1. Увеличение модуля зацепления;

2. Нарезание с положительным смещением инструмента (Х_Σ>0), обеспечивающим усиление основания зуба;

3. Применение упрочняющих технологий;

ПОВЕРХНОСТНОЕ РАЗРУШЕНИЕ ЗУБЬЕВ:

- усталостное выкрашивания активной поверхности зубьев (pitting);

- пластическое обмятие зубьев;

- абразивное изнашивание зубьев;

- схватывание (ведущее к заеданию);

- Усталостное выкрашивание зубьев (pitting): Характерно для закрытых передач, в нормальных условиях: по нагрузке и смазке, при длительной работе;

П од действием циклических напряжений меняется поверхностная структура материала с образованием оспин, раковин усталостного характера.

Вызывает усиление вибро-аккустической активности механизмов, повышение уровня, уменьшению площади несущей поверхности, возникновению интенсивного износа.

На начальном этапе эксплуатации характерно ограниченное выкрашивание, которое при значении критерия может перерасти в прогрессирующее.

Помимо нормальных контактных напряжений σ_Н, под поверхностью возникают касательные контактные напряжения τ_Н , которые обусловливают глубинную усталость материала, с выходом усталостных трещин на поверхность. Это явление наиболее характерно для зубьев с высокой твердостью и связанно с отслоением упрочненного слоя.

Усталостное выкрашивание проявляется в околополюсной зоне и на ножке зуба колеса. В полюсе, при отсутствие скольжения зубьев, возникает наибольшее трение (коэффициент трения мах). Кроме того, при переходе полюса силы трения меняют свое направление, что приводит к "расшатыванию" структуры поверхности.

Развитию усталостного выкрашивания способствует смазка. Попадая в усталостные раковины, при контакте двух зубьев происходит "запечатывание" полости, внутри которой возникает значительное гидростатическое давление. Под его действием происходит "вырывание" частиц материала, и размеры усталостной раковины - увеличиваются.

В зоне контакта на опережающей поверхности (модель головки зуба) смазка выдавливается из раковин. На отстающей поверхности – смазка "запечатывается" в раковине;. с возрастанием г.ст. давления размера раковины – возрастают.

Опережающая поверхность (модель головки) имеет повышенное сопротивление выкрашиванию.

Силы трения на поверхностях роликов направлены таким образом, чтобы уменьшить скольжение (разность скоростей): сила трения на ведущем ролике 1 направлена против вращения, сила трения на ведомом ролике 2 направлена по направлению его вращения.

Критерий работоспособности: контактная выносливость

Условие контактной выносливости σ_Н [σ_Н];

Меры по предупреждению усталостного выкрашивания:

1. Правильность определения расчетных размеров ЗП;

2. Повышение твердости зубьев;

3. Применение масел с присадками, способствующих незатеканию смазки в раковины;

4. Нарезание с положительным смещением инструмента (Х_Σ>0);

- Пластическое обмятие зубьев: может происходить при кратковременных перегрузках передачи и невысокой твердости зубьев. Вследствие нарушения эвольвентного профиля возможно появление динамических нагрузок, повышается шумность в процессе работы.

Критерий работоспособности: контактная прочность.

Условие контактной прочности: σ_Нмах [σ_Нмах];

Меры по предупреждению пластического обмятия:

- Повышение твердости зубьев;

- Абразивное изнашивание зубьев: характерно для открытых передач, а также в условиях работы при ограниченной и загрязненной смазке, при плохом уплотнении: возможности попадания абразива. Ведет к изменению размеров и формы зуба: утончается основание зуба, что может привести к его поломке.

Критерий работоспособности: износостойкость;

Методик по расчету износостойкости в настоящее время не существует. Для ограничения износа формально используют условие: σ_Н [σ_Н];

Меры, направленные на повышение износостойкости:

1. Повышение качества уплотнений;

2. Повышение твердости зубьев;

3. Обеспечение подвода смазки;

- Схватывание: характерно для передач, работающих в условиях высокой нагруженности, больших скоростях, и нагреве, приводит к заеданию. При повышенных температурах в зоне контакта происходит разрыв масляной пленки и сварка ювенильных поверхностей на диффузионном уровне. Заедание проявляется в виде глубоких борозд, вырывов, наростов, рисок, оплавлений.

Существует ряд критериальных методов прогнозирования условий возникновения заедания, например: : t_мгн [t]; где t_мгн – мгновенная температура контакта;

Меры, направленные на предотвращение заедания:

1. Повышение твердости зубьев;

2. Применение противозадирных присадок к маслам;