探究冶金機械軸承和齒輪失效的原因及改善措施

【摘要】近年來我國工業的發展十分迅速，各類大型生產設備得到廣泛應用，其中冶金機械的利用率最高，可見冶金行業在我國工業化生產中占據著重要地位。冶金機械工作環境較差，若其出現故障會對維修工作產生很大阻礙，因此保證冶金機械零件的質量是非常有必要的。下面圍繞冶金機械展開討論，主要介紹軸承和齒輪的失效原因和改善辦法。

【關鍵詞】冶金機械? 軸承和齒輪? 失效

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）19-0243-02

引言

機械設備的制造主要依靠冶金技術，軸承和齒輪使機械設備的重要組成部分，若軸承和齒輪發生故障將會給企業帶來嚴重的損失。因此針對軸承和齒輪的失效形式進行全面分析是非常有必要的。

一、軸承與齒輪失效的相關介紹

機械設備的正常運轉主要是依靠軸承和齒輪進行的，基本所有的冶金機械中，齒輪和軸承都是必不可少的零件。電動機運轉產生的動力經過齒輪的嚙合轉動，再加上軸承的輔助，能夠推動機械裝置的相應部位動作，從而完成產品的加工與制造。若軸承和齒輪失效，機械設備就會停止運轉，下面介紹幾類常見的失效形式。

（一）磨損造成軸承齒輪的失效

軸承和齒輪磨損較為嚴重時，原有的嚙合齒輪在轉動過程中就會出現間隙，從而造成機械設備的異常。導致其磨損嚴重的原因有：制作軸承和齒輪的材料硬度太大，且在工作前沒有在其上加一定量的潤滑油，缺少保護膜的保護磨損就會加劇;生產過程中對其的養護工作沒有落到實處。

（二）粘結造成軸承齒輪的失效

粘結現象產生的原因主要是沒有對運轉中的機械設備進行及時降溫，當溫度過高且達到軸承和齒輪的熔點時，軸承和齒輪會發生融化。機械設備停止運轉后溫度恢復到正常狀態，這時融化的軸承和齒輪就會發生粘結現象。若此時對粘結不進行有效處理且繼續運轉機械，軸承和齒輪表面的金屬很可能會發生剝離，嚴重破壞軸承和齒輪的原有結構，從而導致整個機械設備發生故障。

（三）變形造成軸承齒輪的失效

導致軸承和齒輪的變形原因多種多樣，其中長期受到很大壓力是最重要的原因。齒輪和軸承只是大型機械設備中小的組成部分，是鑲嵌在設備的各個系統中的，這就意味著齒輪和軸承在工作過程中會受到來自四面八方的壓力。當其受到的壓力超過其能承受的最大負荷，就會發生變形。此外潤滑工作不到位也會使軸承和齒輪產生劇烈摩擦，從而產生嚴重變形[1]。

二、發生失效的原因概述

（一）軸承失效原因相關介紹

導致軸承失效的原因多種多樣，下面詳細介紹幾種主要原因：較為嚴重的磨損是導致軸承失效最主要的原因，通常冶金機械在運行過程中，工作人員會在軸承運轉部位加一定量的潤滑油。潤滑油量過少或者其質量本身達不到潤滑要求都會使軸承在轉動時產生較大磨損;其次，長時間運轉導致軸承發生疲勞失效。生產制造廠房若過于潮濕，空氣中的水分會使軸承發生嚴重銹蝕。此外，電解液中存在的水分若處理不當也會使軸承發生腐蝕失效[2]。

（二）齒輪失效原因相關介紹

與軸承產生失效的原因相似，齒輪失效的原因也表現為以下幾方面的內容：齒輪在運轉過程中發生點蝕現象。齒輪傳遞力主要是靠齒輪間的相互嚙合，其接觸部位主要是齒面。在長時間的運轉過程中，齒面的相互接觸會產生較大的接觸應力，此時會有少量的金屬粉末從齒面上滑落，從而形成齒輪的點蝕現象;與軸承類似，導致齒輪失效的原因也包括齒面磨損。齒面是磨損程度最高的地方，其次是齒頂和齒根部位的磨損，磨損是導致齒輪失效的重要原因;高溫也會導致齒輪失效，當機械溫度過高且超過齒輪熔點，齒輪會發生融化現象并與其它齒輪粘結在一起，從而導致其失效。

三、防止軸承和齒輪失效的有效方法

（一）對軸承和齒輪的設計綜合考慮

在軸承和齒輪進行相關設計時，需要對各方面的因素進行綜合考慮。在制作材料的選擇上盡量選擇耐磨、不宜銹蝕的材料，同時還要考慮其承載能力的大小，根據不同的冶金設備進行有針對性的設計。在軸承和齒輪的養護上，要加上詳細的說明書，可對企業養護潤滑油的選型提供很大幫助，進而延長軸承和齒輪的使用壽命。

（二）對失效形式進行精確診斷

軸承和齒輪的失效在生產制造中是不可避免的，此時企業需要借助相關探測儀器對其失效形式進行精確診斷，這樣有利于企業對機械設備的改進。

結束語

綜上所述，我們可以看到冶金機械在生產制造中的重要作用。自動化機械不僅能提高工作效率和質量，還有效提升企業的經濟效益，同時極大地推動工業生產水平的進步和發展。軸承和齒輪作為機械設備的重要組成部分，對機械設備的正常運轉起著非常重要的作用。

參考文獻：

[1]王輝，李曉龍，王罡，等.大型風電齒輪箱的失效問題及其設計制造技術的國內外現狀分析[J].中國機械工程，2013（11）：1542-1549.

[2]阿皮孜·艾尼瓦爾.齒輪減速器傳動零件相互引起的失效研究[J].煤礦機械，2016（1）：210-211.

作者簡介：

楊麗紅（1987.10-），女，漢族，山東省聊城市陽谷縣人，本科，助理講師，研究方向：機械制造技術。