机床齿轮损坏原因及解决策略分析

宋晓莉

摘要：齿轮是机床中最重要的一个部件，也是最受保护的一个部件之一。但在实践中齿轮常常因为各种各样的原因而损坏， 本文就机床齿轮的损坏原因给出具体的分析，并针对这些原因给出解决的策略。

关键词：齿轮 损坏 策略

机床齿轮在整个机床流程过程中起到非常重要的作用，尤其对于机床进行金属切削来说，具有精度高、结构紧凑、转动链复杂、自动化程度高等特点，常常因为各种各样的原因造成机床齿轮的损坏。大多数机床齿轮损坏的原因是因为齿轮的负荷过大，或者由于操作者的非正常操作而引起的，本文讨论的机床齿轮损坏原因不包括人为因素，具体机床齿轮损坏的原因主要有：齿轮的长期磨损、起麻点与剥落、重复过大负荷、撞击、波纹、起棱与冷变形等。

1.机床齿轮损坏的原因分析

1.1.齿轮的长期磨损

任何机械件都有磨损，机床齿轮一样，由于长期的磨损导致齿轮的磨损。大多数机床齿轮的磨损是长期的、缓慢的，如机床长期的划伤而造成，由于急速磨损造成损坏的，如察伤。但大多数是由于长期的磨损而造成的损坏。磨损通常有以下几种类型：粘附磨损、磨料磨损以及腐蚀磨损。

第一种磨损是粘附磨损。该种磨损是金属与金属长期接触，表面粘结到一起后再次分离造成的。这种磨损的原因有以下两种可能性原因：润滑油的使用不合适与齿轮没有正确的齿合。粘附磨损大多数是润滑油不足造成的，齿轮没有正确的齿合只是少数情形之一。

第二中磨损是磨料磨损。该种机床齿轮磨损是由于外界颗粒物长期附着在齿轮上造成的，如灰尘或砂砾造成的。长期的磨料磨损，在齿轮齿面的磨损成线性可以看见的，如不及时清理，齿轮中的额磨料颗粒物会聚集越多，通常这些颗粒物裹藏在润滑油中。

第三种磨损是腐蚀磨损。该种磨损是由于润滑油或其它添加剂的污染而造成对机床齿轮表面的腐蚀。这种腐蚀称之为化学侵蚀，长期的化学侵蚀会造成机床齿轮的损坏。该种模式与物料磨损相似，都有由于润滑油等的正常功能被破坏， 不同的是磨料磨损是物理磨损，腐蚀磨损是化学磨损。

1.2.起麻点、剥落、碎裂

起麻点实际上是一种疲劳缺陷，磨损出现在齿轮上的颗粒物脱离后。当齿合齿轮的表面在进入相互接触状态时，齿轮表面上的反复应力所造成的麻点。这些麻点沿着接触线开始，该点是齿轮压力上最大承受的地方，由于长期的过大负荷造成的，裂纹通常在麻点区域开始的。剥落是麻点进一步发展的一种严重形式，麻点区的齿轮可能一部分会裂掉。碎裂通常表现为沿齿轮裂开的裂纹，由于过大的工作负荷会造成这种碎裂。

不是所有的麻点都会造成机床齿轮的损坏，一些麻点是由很小的坑穴组成的，这些坑穴不会发展到损坏的程度，常常会“痊愈”变好的。此外还有些麻点也是无害的，麻点中的螺旋面的外端有麻点，原因是中心线稍有失调，这些麻点缓慢向齿中发展后就停止发展，表面变的开始抛光，这就表示齿轮表面的分配变的均匀了，这种麻点是不会造成损害的。

1.3.重复过大负荷

重复过大负荷是齿轮疲劳的一种表现，这种长期的疲劳造成机床齿轮的损坏。这种长期重复过大负荷会造成齿轮齿根的断裂，疲劳缺陷可能高负荷造成的某个小裂纹开始，在正常的工作状态下很难发现，直到齿轮的完全失效。重复过大负荷是典型的疲劳缺陷，其特点是重复过大负荷造成的。该种齿轮的损坏也是由一个过程的，过大负荷产生的应力在某个点开始其裂纹，随后，这种重复的过大负荷造成了疲劳缺陷，这些裂纹持续发展，直到齿轮表面。

1.4.撞击

撞击而造成的机床齿轮一般由两种原因，一种是认为粗暴操作造成，一种是正常的机械碰撞，本次讨论的是正常的机械碰撞。撞击缺陷的原理是由于撞击阐释了巨大的载荷而引起的。这种撞击造成的损坏通常发生在齿根或近齿根处。该种齿轮损坏与上几种情况不同， 没有一个发展的过程，完全是一个突然事件。通常在断折的表面呈灰色颗粒装。也有可能是多次重复的撞击而造成的。

1.5.波纹、起棱、冷变形

波纹、起棱和冷变形的情况较为少见，而且发生的破坏性也没有前面减少的几种情况严重，这些情况的发生本质上是齿轮材料的发生变化和表面变形的一种状态。这种由于材质的问题或气温等因素造成的齿轮损坏是非工作状态原因、非人为原因，在实践中很难控制。

2.解决策略分析

针对上述机床齿轮损坏原因，本文给出一些三个方面的解决策略：

2.1.定期检查机床齿轮并保养

上述大部分齿轮损害是可以预防的，尤其是磨损、起麻点以及撞击等。定期检查机床齿轮可以最大限度的预防齿轮的损坏，如果发生损坏的预知，可以提前保养，例如润滑油的正确使用，可以在很多程度上保护齿轮的长寿命，润滑油涂抹在齿轮后，在检测中主要是否有颗粒物附着在上面，防止磨料磨损的发生。

全面检查机床齿轮罩，对没有固定好的毛毡等保护结构进行改造，有必要时安装毛毡并进行密封，调整齿轮罩与齿轮轴至安家的间隙；定期清理附着在齿轮及齿轮罩上面的异物等措施。

定期保养分为以操作工为主的一级保养和以专业维修人员为主的二级保养，一保和二保有不同的保养周期和内容，但与例保最大的区别在于机床运转一定时间后，根据本单位的实际生产情况和机床实际使用情况，安排一定的时间停机对设备进行全面的检查与保养。

2.2.了解机床结构及保养原理

机床由床身、工作台、分度机构、差动机构、进刀机构、液压润滑、电器控制等部分组成。它的加工精度主要取决于刀具与被加工产品相对运动的传动精度和相对之间的几何精度。哪些部位容易出问题，哪些部位应予特别关注，操纵者应做到心中有数。尤其是齿轮的结构与保养原理是最为关注的内容。

2.3.按照规则维护保养机床齿轮

按照规章制度、正确的日常维护保养可使机床保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证机床的正常运行。

班前由操作者按清洁、润滑、调整、紧固、防腐的“十字作业法”进行保养，清洁润滑是机床保养最基本的要求；班中应严格执行操作规程，加强巡回检查；班后仍要严格实行“十字作业法”，尤其是清洁卫生。

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