工業機械軸承和齒輪的失效研究

摘 要：現當今，隨著我國經濟的快速發展，而軸承與齒輪作為所有機械設備構造中必用的機械部件，自身的質量與性能成為了可直接影響工業機械設備的性能與效率的重要決定因素，同時也就牽系到工業生產能否正常進行。機械部件在工作運作中喪失自身功能，導致無法正常工作的現象被叫做失效。軸承失效和齒輪失效可直接造成工業機械失效，也會引發工業機械設備出現故障，對軸承失效和齒輪失效的原因進行分析，并采取有針對性的解決方法，以降低工業機械設備的故障幾率，減少工業機械設備的故障次數，保證工業機械設備可以正常的運作使用。

關鍵詞：工業;機械軸承;齒輪;失效

0 引言

在當前的生產過程中，經常會出現軸承和齒輪失效的情況，影響正常的生產活動。據此，從軸承和齒輪失效的表現及原因、防止軸承和齒輪時效的主要措施展開研究。以此，給受軸承和齒輪失效困擾的人士一些參考信息。

1 軸承失效的表現及原因

（1）表面接觸壓力導致失效。在長期的使用中如果軸承表面承受較大的壓力，會導致軸承表面出現變形、彎曲、斷裂等情況，使軸承失效，這是最常見的一種失效形式。最初的表現是軸承產生一些細小的裂紋，當壓力不斷加大，時間越來越長的時候，就會出現斷裂等情況。（2）磨損導致失效。軸承會跟其他的零件配合不斷地運動、不斷的摩擦來發揮傳輸的功能，長時間的摩擦運動會導致軸承表面的形狀、大小等發生變化，而表面發生變化，會降低軸承與其他零件的銜接度，也會影響軸承運動的靈敏度，最終影響生產效率。軸承在轉動時會產生一定的氣流，可能會將空氣中一些小顆粒物吸入軸承內，會導致軸承局部有凸起的情況，在摩擦過程中會產生摩擦熱，這種情況也會導致軸承失效。（3）形狀改變導致失效。軸承表面會有一定的承受力的能力，如果收到撞擊或者擠壓超過軸承本身的承受力，會導致軸承局部變形或者流動性的塑形，變形比較輕微時，可能不影響使用，嚴重時會導致軸承失效。

2 齒輪失效的表現形式及原因

齒輪是工業機械中產生運動傳遞和動力傳遞的重要零部件。試論的種類很多，所應用的范圍也很廣，不同的工作環境，不同的工作條件，會對齒輪造成不同的制約與影響，因此齒輪的失效形式就會不同。具體的失效分類要根據所失效的齒輪的外形特點、失效過程以及齒輪的運動工作機理來確定。

2.1 磨損失效

當齒輪加工時所使用的潤滑劑粘度、齒面的工作速度、工作載荷與齒輪的粗糙度不相匹配，會造成齒輪的輕微磨損;當齒輪的工作環境處于邊界潤滑狀態，此時若潤滑系統中混有小量的污染物或者雜質，此時錯造成齒輪的中等磨損;當齒輪的潤滑系統不佳，密封裝置不良，此時機械系統就會出現嚴重的振動，產生較大的沖擊載荷，會對齒輪造成過渡磨損;在齒輪進行嚙合時，齒間有異物或者金屬屑，異物或金屬屑會引起磨粒磨損，如果這種情況發生在開始齒輪上，磨粒磨損會更為嚴重;在齒輪的工作環境中一些異常因素導致齒輪材料發生了電化學反應，就會對齒輪造成腐蝕磨損。

2.2 膠合磨損失效

膠合是指齒輪在工作時，處于一定的壓力下，齒面會發生一定的粘著現象，隨著齒輪的相繼嚙合，齒面金屬會剝落進而形成更嚴重的膠合磨損。產生膠合的主要原因時潤滑條件與實際工況不協調，或者齒輪嚙合運動時存在輕微的干涉，此時齒輪是輕微膠合磨損;如果此時齒輪嚙合時的齒面所受應力過大或嚙合速度過快就會出現齒輪局部溫度過高，造成破壞性的膠合磨損;在齒輪安裝是如果存在誤差，會造成在齒輪進行正常的工作時的集中載荷、載荷不均造成局部升溫過快，造成局部膠合磨損。

3 防止軸承和齒輪失效的有效措施

對于軸承失效的預防措施主要是最初的設計改良以及日常檢測保養這兩個方面。在軸承進行生產實際時要考慮到實際的工作情況和工作環境，進行合理的選材，通過設計手段去提高軸承的使用壽命，通過工藝改良提高軸承的精度，還有在機械加工時保證軸承的質量精度和裝配精度;在日常的檢修維護中采取一定的措施去改善軸承的工作條件與工作環境，定期的檢查檢查有助于盡早的發現問題，避免損失，還可以通過機械設備的表面溫度，運行是所發出的聲響是否異常來辨別是否已存在損傷的問題了。此外目前還有正對性的軸承診斷和預測技術，可以不用停機，就能夠對軸承的實際工作情況進行監控，可在第一時間發現問題。對于齒輪失效的有效措施主要體現在潤滑劑上。根據實際的工作條件與環境進行合理的潤滑系統匹配，在一定的工作強度要求下，適時的調整潤滑劑，并要求調整潤滑劑的粘度、加工時做好潤滑劑的溫度控制，在特殊情況加有必要在潤滑劑中添加極壓添加劑等;其次就是增設必要的過濾裝置，由于工業機械的工況環境復雜，且經常有污染物存在，過濾裝置可以很好的改善齒輪的工作環境，對延長齒輪的使用壽命與預防失效有很大的幫助;適當控制齒輪嚙合的機械干涉，保證齒輪的安裝精度，當齒輪發生輕度變形是可對其進行適當的修形;降低翅根的粗糙度，正確恰當的熱處理與噴丸，也可以設置安全裝置，防止意外過載，都可以預防齒輪失效。

4 結語

軸承和齒輪在工業生產中是必不可少的機械零件，了解零件的失效情況，學會相應的防止措施，可以增加設備使用壽命，降低成本，提高生產效率。

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作者簡介：王學政（1997-），男，河南焦作人，本科在讀，研究方向：故障診斷。