農(nóng)機(jī)傳動(dòng)齒輪的失效判定與維護(hù)

劉繼豐　孟令兵

齒輪是農(nóng)業(yè)機(jī)械和拖拉機(jī)最主要的傳動(dòng)方式。農(nóng)業(yè)機(jī)械和拖拉機(jī)齒輪傳動(dòng)的功率較大，大馬拖拉機(jī)、大型作業(yè)機(jī)械功率都在100 kW以上，經(jīng)常處在低速、大負(fù)荷甚至超負(fù)荷下工作，工作環(huán)境惡劣，保養(yǎng)不規(guī)范，因此齒輪傳動(dòng)故障是常見故障。

1.齒輪常見損壞形式

齒輪常見的損壞有嚴(yán)重磨損、疲勞剝落、腐蝕斑點(diǎn)及牙齒折斷等。一般規(guī)律是直齒多于斜齒，滑動(dòng)齒輪與套齒多于常嚙合齒輪。齒輪的檢驗(yàn)應(yīng)盡量使用儀器、儀表及磁力探傷儀等工具。如果條件不具備時(shí)，也可用卡尺、齒規(guī)、樣板及新舊齒輪對(duì)比等方法進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.齒輪繼續(xù)使用的標(biāo)準(zhǔn)

齒輪能夠使用的，應(yīng)盡量通過(guò)簡(jiǎn)單的修磨繼續(xù)使用。這樣，不僅節(jié)約材料，而且又能保證修理質(zhì)量。檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)掌握以下標(biāo)準(zhǔn)：

（1）齒面上若有輕微斑點(diǎn)、剝落或邊緣略有破損的，均可用油石或風(fēng)動(dòng)砂輪修磨后繼續(xù)使用。

（2）斜齒、直齒齒輪的牙齒損傷（不包括裂紋），若沿齒長(zhǎng)不超過(guò)1/6的、沿齒高不超過(guò)1/3的，可通過(guò)修磨繼續(xù)使用；對(duì)于直齒錐齒輪沿齒高的損傷，若不超過(guò)齒長(zhǎng)1/4、工作面上的打擊傷和缺面積不大于20%的，可通過(guò)油石修磨繼續(xù)使用。

（3）圓錐齒輪疲勞剝落的面積如不大于一個(gè)齒單面的1/4、牙齒損傷（不包括裂紋）不超過(guò)齒長(zhǎng)的1/5和齒高的1/3、齒的端部缺損沿齒長(zhǎng)方向不超過(guò)1/10和齒高方向不超過(guò)1/5的輕微損傷，均可通過(guò)修磨繼續(xù)使用。但損傷的牙齒數(shù)目有要求：主動(dòng)齒輪的損傷齒數(shù)不得超過(guò)3個(gè)，相鄰的不得超過(guò)2個(gè)；從動(dòng)齒輪的損傷齒數(shù)不得超過(guò)4個(gè)，相鄰的不得超過(guò)3個(gè)。若損傷齒數(shù)的數(shù)目超過(guò)使用限度時(shí)，應(yīng)更換新品。

（4）主、從動(dòng)齒輪要成對(duì)使用和成對(duì)更換，不得單個(gè)更換。

（5）輪齒破碎主要是由于齒輪嚙合間隙不符合要求，輪齒嚙合部位不當(dāng)或工作中受到較大的沖擊載荷所致。若輪齒邊緣有不大于2 mm的破碎，可用油石修磨后繼續(xù)使用；若超過(guò)這個(gè)范圍或有3處以上的這種小破碎，則應(yīng)成對(duì)更換。

3.齒輪不能繼續(xù)使用的標(biāo)準(zhǔn)

齒輪的損傷超過(guò)下列標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，不得繼續(xù)使用，必須更換新品；否則，將影響修理質(zhì)量。

（1）齒輪出現(xiàn)裂紋，沿齒長(zhǎng)磨損超過(guò)了原齒長(zhǎng)的30%，滑動(dòng)齒輪的損傷超過(guò)了原齒長(zhǎng)的15%（應(yīng)在齒高的2/3處測(cè)量）。齒厚的磨損最大限度超過(guò)0.40 mm。

（2）齒輪嚙合面積低于齒面的2/3；運(yùn)轉(zhuǎn)齒輪嚙合間隙一般應(yīng)為0.15～0.26 mm，使用限度為0.80 mm；接合齒輪嚙合間隙應(yīng)為0.10～0.15 mm，使用限度為0.60 mm，可用百分表或軟金屬傾軋法測(cè)量。如果超過(guò)間隙，應(yīng)成對(duì)更換。

（3）嚙合套與套齒吻合后是全部輪齒參加傳動(dòng)，它不像齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)僅兩、三個(gè)輪齒負(fù)荷，故無(wú)齒輪破裂或牙齒脫落的現(xiàn)象。嚙合套與套齒的磨損一般表現(xiàn)為齒長(zhǎng)減短、齒端頭斑痕、齒正壓面呈現(xiàn)斜面、輪齒轉(zhuǎn)動(dòng)空量較大，甚至兩齒面都出現(xiàn)臺(tái)階等。以上這些現(xiàn)象都是因?yàn)樵谶@些擋位頻繁換擋，強(qiáng)制套牙和套齒撞擊及兩齒面上的壓力增大而造成的。

（4）變速器齒輪牙齒、嚙合套套牙、套齒及滑鍵軸等的磨損和損壞是無(wú)法修復(fù)的。當(dāng)嚙合套與套齒的配合間隙已經(jīng)超過(guò)0.50 mm，或嚙合套沿齒長(zhǎng)方向的最大磨損已超過(guò)15%，均應(yīng)更換新品。這些齒輪是用優(yōu)質(zhì)鋼材經(jīng)單體鍛壓、熱處理、精密機(jī)械加工而成的，即便一個(gè)機(jī)件上的局部損壞，也沒有必要采取焊補(bǔ)或鑲補(bǔ)的措施來(lái)修補(bǔ)。其原因，一是修復(fù)造價(jià)接近和等于成品造價(jià)，經(jīng)濟(jì)上不合算；二是修復(fù)后的精度很難保證，可靠性不大，因此嚙合套與套齒損壞后只有更新。

（5）齒面上有較嚴(yán)重的疲勞剝落，剝落面積已超過(guò)了單齒面積的1/4，或者出現(xiàn)了大面積的腐蝕斑點(diǎn)及嚴(yán)重?zé)g的。

4.傳動(dòng)齒輪的正確保養(yǎng)

（1）正確選用潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑油是齒輪傳動(dòng)中必不可少的潤(rùn)滑介質(zhì)，它可以保護(hù)輪齒減少受損傷。傳動(dòng)齒輪對(duì)潤(rùn)滑油的黏度是有要求的，黏度過(guò)低不易形成油膜，起不到保護(hù)輪齒嚙合面的作用；黏度大會(huì)增加傳動(dòng)齒輪摩擦損失，在較低氣溫下不易啟動(dòng)。另外，齒輪在強(qiáng)載高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，油的工作溫度很高，易氧化變質(zhì)，齒輪油在高溫下應(yīng)該有良好的抗氧化安定性能，所以要使用規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的潤(rùn)滑油，以保證良好的抗氧化安定性。規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的潤(rùn)滑油不具有良好的防腐蝕、防銹性能，選用時(shí)要注意。

（2）在使用拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械時(shí)要避免較大的過(guò)載，保證齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的封閉性，以免灰塵、硬物進(jìn)入齒輪箱。

（3）更換齒輪時(shí)要購(gòu)買原廠的配件，原廠配件是按制造拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械整車用零件的材料、工藝標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)制造的，與所要更換的零件質(zhì)量完全一致。非原廠的配件其制造工藝、生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、材料選用與設(shè)計(jì)要求可能就會(huì)不一致，齒輪就達(dá)不到原廠零件的質(zhì)量，用非原廠配件可能就會(huì)在使用中引發(fā)故障。在選擇齒輪時(shí)特別要注意輪齒表面粗糙度，研究表明對(duì)于處在邊界潤(rùn)滑狀態(tài)的低速重載齒輪表面粗糙度對(duì)表面磨損影響較大，初始表面粗糙度高的磨損率高，初始表面粗糙度低的磨損率低，因此要選擇表面粗糙度小的（表面光滑的齒面）的齒輪。endprint