李凱（大慶油田第一采油廠機(jī)采大隊(duì)機(jī)采一隊(duì)）

一、 齒輪的概述

齒輪是機(jī)械傳動的基礎(chǔ)， 齒輪的傳動則是其的主要傳動形式，齒輪的制作水平是衡量一個國家機(jī)械水平的一個標(biāo)準(zhǔn)，齒輪規(guī)模的大小， 輪齒的咬合度關(guān)系這齒輪是否能夠正常的傳動和機(jī)械的正常運(yùn)行。 進(jìn)過滾、銑、插齒對齒輪加工一邊齒輪能夠更好的傳動,在對于一些特殊要求的磨齒因?yàn)樵邶X輪嚙合面過于粗糙的影響使使齒輪嚙合面達(dá)不到理想化完全嚙合,所以用配對這些特殊要求的時候齒輪應(yīng)該進(jìn)行自轉(zhuǎn)磨合,所以在齒輪嚙合面上金加工的時候留下的微小刀痕以達(dá)到在跑合的過程中進(jìn)行自磨使接觸更緊合,噪音更小。

二、 什么是齒輪跑和

齒輪跑合就是就是將一副配合好的齒輪組用一定的潤滑劑在空載的狀況或逐漸加載的和加速條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)動， 以便達(dá)到發(fā)現(xiàn)齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)中的缺陷， 同時也在跑合的過程中逐漸的磨掉齒臺表面不平的地方，使齒輪之間更加的磨合，使齒臺表面能夠保持適宜的間隙。 這樣就能使機(jī)械很好地運(yùn)轉(zhuǎn)了已達(dá)到最高的經(jīng)濟(jì)效益。

三、 齒輪在跑合過程中常見的幾種故障

1、齒輪的磨損

齒輪的磨損一般的情況下是因?yàn)闈櫥偷氖Ш妄X輪表面的油漬清理不到位使齒臺表面磨損甚至?xí)过X輪的結(jié)構(gòu)改變。間隙加大，以至于因過度磨損使輪齒變薄斷裂。 通常齒輪的磨損分為∶(1)跑合磨損,在齒輪工作的初期，齒輪的磨損是不可避免地，這種磨損會使齒輪表面光滑，沒有表面擦痕切磨損度低。 （2）化學(xué)腐蝕 因?yàn)辇X輪在長時間暴露在空氣之中會是表面附著上水實(shí)質(zhì)發(fā)生氧化使表面產(chǎn)生鐵銹，增加磨損。 這種損壞并不只是在表面，會使齒輪變的松軟，不能夠使用。

2、齒面膠合和擦傷

齒輪的兩齒合面的膠合是因?yàn)辇X輪因承受的壓力過大使兩齒合面直接接粗， 而齒輪的兩個齒合的輪齒都是金屬， 在膠合后，齒輪還要進(jìn)行跑合這樣就會使齒輪受到磨損，表面的金屬掉落， 甚至一個輪齒帶動另一個輪齒轉(zhuǎn)動的時候會是輪齒發(fā)生形變和損傷，這是嚴(yán)重一種磨損現(xiàn)象，這種磨損是不可修復(fù)的新齒輪在剛開始的時候也會產(chǎn)生膠合的狀態(tài)，不過這是很正常的，但這樣的磨損會使齒輪表面光亮，這種磨損是必然的，會是齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)更加的暢通不需要太多的關(guān)注。

3、疲勞損傷和剝落

硬化層疲勞的剝落是因?yàn)辇X輪在跑合過程中會兩輪齒之間受力，由于兩齒輪之間經(jīng)常接觸，之間的相互作用會是輪齒表面出現(xiàn)劃損，這種不應(yīng)該是磨損而是疲勞損傷。 剛開始出現(xiàn)的是初期點(diǎn)蝕，這種是輪齒表面反復(fù)作用出現(xiàn)的不規(guī)則的細(xì)狀裂紋，剛開始時沒啥關(guān)系但是到后面這種裂紋會逐漸的加深。 還有就是剝落使齒輪不能正常運(yùn)行在經(jīng)過強(qiáng)化處理的表面以為長時間的點(diǎn)蝕形成一個大的凹面就會發(fā)生剝落， 但是當(dāng)侵蝕硬化深度使其脫落就稱為硬化層疲勞剝落。 這樣剝落是硬化齒輪剝落中較為嚴(yán)重的一種形式。 而軟齒輪則不會出現(xiàn)這種剝落。

四、 齒輪在跑合過程中出現(xiàn)故障時齒輪信號特征

齒輪在沒有出現(xiàn)故障之前， 振動是由齒輪自身的剛度引起的。 所以說，齒輪在跑合的過程中和在正常的運(yùn)行時的狀態(tài)出現(xiàn)故障是不一樣， 再次出現(xiàn)故障的時候根據(jù)齒輪的噪聲和振動能夠很好地分辨出來。 因此我們可以從齒輪在跑合過程中發(fā)生的振動頻率來判斷齒輪在跑合過程中是否發(fā)生故障。 齒輪在跑合過程中出現(xiàn)故障時齒輪發(fā)出的信號特征可分為時域特征和頻域特征。

1、齒輪在正常跑合過程中齒輪的時域特征與頻域特征

齒輪在正常的跑合過程中齒輪的時域頻率為周期性的衰減波形為正弦波形。 正常的工作時的頻域特征則為反映在功率上既有齒合頻率又有高次諧波，但是以齒合平率為主要特征，高次諧波也是有規(guī)律的其高次諧波依次減小。

2、齒輪在跑合過程中出現(xiàn)故障時齒輪的時域特征與頻域特征

齒輪在跑合過程中出現(xiàn)故障時的磨損和潤滑油的和長時期的高負(fù)載的情況下發(fā)生的所以其的時域特征和頻域特征與在正常的時候不一樣。 在時域特征中由于輪齒的破損其中的正弦頻率和齒合頻率遭到破壞出現(xiàn)低頻頻率這樣就會聽到刺耳的聲音。 在頻域特征中高頻諧波增大，當(dāng)磨損到相當(dāng)嚴(yán)重之后就會出現(xiàn)高頻諧波出現(xiàn)不規(guī)則的跳躍。

五、 齒輪跑合過程中的故障識別的方法

我們通常可以采用一下這幾種方法來識別齒輪在跑合過程中的故障（1）細(xì)化譜分析法采用細(xì)化分析法放大了其在發(fā)生故障時的特征。（2）高頻分析法 當(dāng)齒輪在受到損傷時會承受不同的衰減頻率當(dāng)我們利用已知的固有的頻率來分析齒輪的狀態(tài)這樣就判斷齒輪是否發(fā)生損傷。（3）倒頻譜分析法 這種方法可也可以稱為二次頻譜分析，將時域輸出的信號設(shè)為a，功率譜密度函數(shù)為Sx(f)再進(jìn)過傅里葉反變化并再一次的平方就可以得到所需的平率函數(shù)。 表達(dá)式C(q)={F^-1[logSx(f)]}^2

六、 齒輪故障診斷的應(yīng)用

首先應(yīng)該先進(jìn)行兩類信號進(jìn)行仿真， 用這兩種信號來驗(yàn)證雙譜仿真?？梢愿玫貙㈦p譜仿真應(yīng)用到齒輪故障的診斷中。來判斷齒輪在跑合過程中的故障發(fā)生的原因。 這樣就方便處理跑合中的故障。 齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程當(dāng)中，由于制作的不精良，操作和維護(hù)的管理不善，會產(chǎn)生各種形式的不正常，當(dāng)然具體的還有齒輪的材料，還有運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等其他因素有關(guān)。 那么研究齒輪故障最好的方法就是模擬故障研究。 這個應(yīng)該是最好的研究方法。

七、 齒輪跑合過程中的故障的處理

在齒輪跑和過程中的齒輪難免會出現(xiàn)齒輪的磨損和破壞。那就看怎么處理了。 在齒輪跑何種發(fā)現(xiàn)故障，有上述的幾種方法檢測出哪個齒輪出現(xiàn)磨損并對其修復(fù)或者是更替。 當(dāng)齒輪的嚙合表面磨損時，應(yīng)用油石將其打磨光滑去掉毛刺同時，調(diào)換齒輪的嚙合方位， 是原來不吻合的地方能夠完全吻合使其能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。 而由于化學(xué)腐蝕時齒輪損傷的話就，換齒輪是能夠正常的運(yùn)行。 不過為了避免同樣的事發(fā)生就應(yīng)該解決這樣的問題，防止輪齒再次的氧化。 對于齒面膠合和擦傷，正是因?yàn)辇X輪的負(fù)載過大而引起齒輪的膠合和擦傷， 當(dāng)發(fā)現(xiàn)時因盡快的減輕齒輪的負(fù)載使其不再處于膠合的狀態(tài)。 并且將齒輪卸下進(jìn)行打磨之后重新安裝使齒輪能夠正常的跑合。 當(dāng)齒輪的疲勞損傷和剝落使殘剩的故障時我應(yīng)該對齒輪進(jìn)行跟換和打磨。 以確保齒輪跑和的正常運(yùn)行。

結(jié)束語：

在齒輪跑合過程中要知道跑合過程中所出現(xiàn)的故障有齒面膠合和擦傷還有就疲勞損傷和剝落， 在跑合過程中大部分故障的原因是因?yàn)辇X輪的原因因此要學(xué)好保養(yǎng)齒輪和齒輪的修復(fù)，認(rèn)知齒輪在跑合過程中出現(xiàn)故障的特征， 掌握識別故障的有效方法。更重要的是精通處理故障的方法。解決在齒輪在跑合過程中的故障。

[1]蘇杭.機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷1999

[2]張紹甫.機(jī)械零件1995

[3] 齒輪跑合過程中的故障識別及處理 易峻堅(jiān) 安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報2010 年第二期

[4] 唐懷平,趙尉斌∶大型主整流變壓器的電氣安裝 中國計(jì)劃出版社,1997