农业机械齿轮的失效判定与保养方法

李勇

齿轮传动是农业机械最主要的传动方式。影响齿轮传动质量的因素很多，从构成结构上来看有齿轮箱、轴、轴承等零件，从精度上来看各零件的制造精度、装配精度，从设计上有选材、热处理等，从使用上涉及到齿轮的保养与润滑。

1.轮的失效形式与判定

1.1轮齿磨损

磨损是使齿轮的齿厚变薄，变薄的齿轮传递载荷的能力下降，齿侧间隙增大，齿轮在啮合过程中会产生冲击、振动且噪音增大。较小量的齿轮磨损可以正常使用，过大的磨损必需更换新的齿轮。产生磨损的主要原因是在大负荷工况下长期地工作，产生的机械磨损；长期不更换润滑油，润滑油中的铁屑、硬质颗粒等造成的研磨磨损；没有使用规定型号的润滑油，使润滑、减磨性能下降等原因所造成。齿轮磨损使齿轮啮合产生冲击振动、噪音增大，诱发牙齿折断。判断磨损失效的依据是齿厚减薄量与齿厚的比值，M=△S/mn，△S为实测齿厚的减薄量（可用齿轮卡尺、游标卡尺测量齿高中部的实际齿厚，△S为设计齿厚与实际齿厚的差），mn为齿轮的法向模数，对于拖拉机、农业机械的齿轮M≤40%，M超过40%的齿轮就不能继续使用了。

1.2齿轮折断

失效形式是齿轮的轮齿折断，轮齿折断有疲劳折断与冲击载荷作用下的折断。疲劳折断一般是由于轮齿的微裂纹在交变载荷作用下裂纹不断扩展所造成的，冲击折断是齿轮在严重过载、冲击或异物进入啮合下产生的。对于较大的轮齿折断、裂纹的齿轮没有修复的价值，需要更换新的齿轮。对于折断量≤齿宽×1/4，有微波裂纹且不处于齿根部位的齿轮可以继续使用。

1.3齿面胶合

胶合是相啮合齿面的金属，在一定压力下直接发生粘着，同时随着齿面的相对运动，使金属从齿面上撕落而引起的一种严重的粘着磨损现象。农业机械齿轮都是低速重载运动工况，齿面是在临界摩擦状态，齿面啮合中不能够产生良好的润滑油膜。齿面在重压下金属产生熔化粘合，同时齿轮的相对运动使齿面金属撕落产生胶合。胶合使齿轮齿面接触面积减小，承载能力下降。

1.4齿面剥落

齿面剥落是指齿面上的材料成片剥离的一种轮齿损伤，齿面剥落后的坑比较浅、形状不规则，显现出浅平状态。齿面剥落主要的原则是齿轮在交变载荷作用下疲劳，或是热处理所造成的微裂纹扩展所产生的。齿面剥落使齿轮的承载能力、耐磨能力严重下降，如不及时更换会产生牙齿折断的故障。齿面剥落失效的判定依据是齿面剥落面积与齿面面积比值≤55%，或其中20%剥落坑最大尺寸与模数的比值≤20%。

2.齿轮传动保养方法

齿轮传动要按农业机械保养要求进行保养，定期更换符合质量标准的润滑油。发动机、变速箱、后桥等各部位所用的润滑油型号、更换间隔等都是不同的，不符合保养要求的润滑油会使齿轮啮合的减磨、降温等效果严重下降。陈旧润滑油最好是在热车的状态下放出，使齿轮箱中的沉淀物、铁屑、硬质颗粒等随之放出，减少对齿轮的磨损、刮伤。

更换齿轮时要购买原厂的配件，原厂配件是按制造农业机械整车用零件的材料、工艺标准生产制造的，与所要更换的零件质量完全一致。非原厂的配件其制造工艺、生产质量标准、材料选用与设计要求可能会不一致，齿轮就达不到原厂零件的质量，用非原厂配件可能就会在使用中引发故障。在选择齿轮时特别要注意轮齿的表面粗糙度，研究表明对于处在边界润滑状态的低速重载齿轮表面粗糙度对表面磨损影响较大，初始表面粗糙度高的磨损率高，初始表面粗糙度低的磨損率低，因此要选择表面粗糙度值小的（表面光滑的齿面）的齿轮。

新齿轮装配后在投入使用前，应进行充分的跑合，即进行磨合，严禁不经过磨合就进行生产使用。新齿轮在经过加工后齿面都存在着凸凹不平，即存在着表面粗糙度，表面粗糙度使齿面的接触表面质量下降，经过试运行的跑合能有效地降低表面粗糙度对接触质量的影响，通过跑合的齿轮能有效地改善齿轮表面的接触质量，即能有效地提高承载能力、提高耐磨性能。因此，农业机械维修后都要按试运行操作规程认真磨合，严禁更换新齿轮后立即投入作业，并在试运转后要放掉润滑油。