化工机械齿轮故障的维护方法研究

化工机械齿轮故障的维护方法研究

孟维光

天津市万全设备安装有限公司 天津市 300270

摘要： 在化工机械的实际生产加工中，齿轮故障直接影响到化工机械的传动，导致化工机械的生产效率，从而降低企业的效率。化工机械齿轮主要故障发生形式有断口、变形、齿面侵蚀、磨损、胶合等，这些问题的发生将对化工机械产生一定影响，需要及时采取维护方法。传统的维护方式包含:镶嵌、变速齿轮、堆焊、齿轮更换等，对于化工常规机械齿轮可以起到一定的作用，但是对于化工不同机械齿轮出现的不同问题，需要有针对性地选择合适的维护方式。

鉴于此，本文对化工机械齿轮故障的维护方法进行分析，以供参考。

关键词：化工机械；齿轮；故障；维护

引言

随着我国机械制造行业的发展，机械齿轮故障已经成为机械设备运行中常见的故障，对机械齿轮故障激励及其特点的研究有助于机械制造人员更好地理解故障激励的形成机理，从而更好地避免因故障而导致机械齿轮振动大、冲击大，有助于降低机械齿轮故障发生的可能性，提高机械齿轮的制造质量。

1化工机械齿轮故障维护应用激光熔覆技术分析

激光熔覆技术就是在某物体表面加入熔覆材料，然后再用激光束将其与物体表面融为一体，物体的表面就被熔覆材料所覆盖，这可以增加物体表面的耐腐蚀、耐磨、抗氧化等作用。化工机械采用开式齿轮传动方式很多，这种方式比较容易制造，当齿轮出现问题时，很容易更换。但是一般情况下化学机械工作的环境比较恶劣，会承受很大的负荷，而且还容易腐蚀、润滑不良，化学机械长时间工作会有严重的齿轮磨损，如图1所示。

2化工机械齿轮断裂的主要原因

化学工业机械齿轮断裂的原因主要是:a)轴承内外圈滚道损坏，接触面不够光滑，造成齿轮断裂；b)作业中轴的疲劳强度不均匀，导致断裂；c)齿轮本身质量差，导致抗拉强度不足，严重影响齿轮的使用寿命，造成齿轮工作断裂；d)齿轮承受不了强大的静载荷，较薄的位置会受到影响，导致断裂；e)齿轮运行时间超过使用寿命，导致齿轮因过度使用而断裂；f)齿轮承受超过自身极限的静载荷，由于载荷过大而导致断裂。

3提高化工机械故障维修技术水平的可行性措施

3.1注重改善齿轮的热处理技术

齿轮表面硬度和剪切强度决定了化学机构的承载能力。齿轮硬化处理可以采用深渗碳淬火的方法，利用深渗碳淬火，以性价比获得相对较高的齿轮铁芯比硬度。齿轮表面碳含量应控制在0.8%-1%之间。渗碳齿轮淬火回火后，要求HRC62表面硬度以消除齿轮残余内应力，可以将碳的渗入深度控制在0.2mm以内,不仅保证齿轮表面硬化，还能产生压应力。采用该工艺时，单个渗碳齿轮的强度极限应力可提高13%以上。热处理后，还进行人工时效处理，以消除热处理过程中产生的内应力。

3.2运用先进的润滑技术

通过检测，发现绝大多数化学机械装置失效的原因是过度摩擦，导致齿轮磨损，进而导致整个设备失效。鉴于此，可以优先采用先进的润滑技术，有效提高机械设备的重复利用率，延长机械设备的使用寿命。同时，必须高度重视机械的润滑、定期保养和维修，这样才能最大限度地发挥机械的使用价值。应当指出，机械的润滑必须定期进行，并且必须是高质量的。

3.3提高技术人员的专业水平

由于现在的化工企业大部分进行了详细的分工，各个工种变得越来越精细，企业内部工作人员各司其职。这虽然提高了企业的工作效率，但在发生事故时，对员工的专业技能要求更高，员工更容易手动操作，导致时间浪费和服务延迟。例如:在化工企业，皮带司机只负责皮带运输，不熟悉其他岗位的工作，基本上不了解其他专业知识，导致其他机械设备缺乏及时整改的手段，延误了他们出现的工作时间；并且如果该皮带司机也知道其他一些机械设备的相关工作原理以及一定的维修知识，那么当其他机械设备出现问题时，可以在没有其他技术人员在场的情况下自行解决问题，这不仅提高了企业的工作效率，而且可以更好地维护和保养设备，避免事故进一步扩大。

3.4冲击激励及特质

机械齿轮在不断啮合的过程中，受到故障激励作用的影响，会使机械齿轮中轮齿的啮合点与理论啮入点发生偏离，进而产生齿轮误差和变形量，造成齿轮齿经历的冲击力和冲击速度过高。机械齿轮在这种状态下继续转动，其啮合点位置将不断接近理论啮合点，同时产生的啮合冲击力也将下降，当实际啮合点位置与理论啮合点位置完全一致时，机械齿轮受到的啮合力为零，这时其失效激励作用也将为零。当一对轮齿在啮合完成后脱离啮合状态时，也会受到过盈配合的影响，由此可见，由啮合引起的故障刺激是由两个冲击刺激共同形成的。啮合冲击实质上是指负载的激励。用有限元分析方法对机械齿轮三维动力学模型进行数值分析，可以确定机械齿轮在啮合及退出啮合时所受到的故障激励作用。

4化工机械故障诊断技术的实际应用

4.1红外测温诊断技术

除了油液磨屑分析检测诊断技术外，应用较多的化工企业采用的一种故障诊断技术是红外测温诊断技术。红外热成像原理是在机构的不同部位进行温度检测，如果机构的某个地方着火或发生磨损，会导致机构设备材料温度升高，失去机构的工作能力，导致机构不能正常工作，进而影响正常工作进度。化工企业机械出现异常，及时采用红外温度诊断技术进行目标诊断和维修时，可以更有效地发现问题，并迅速解决，使机械保持正常工作，从而延长其使用寿命。

4.2振动检测诊断技术

振动检测和诊断技术原理:当机器在运行中出现振动或异常声音时，可以大致将其确定为机器故障缺陷，对振动或异常声音进行详细诊断和细致分析，可以确定机器运行状态和故障信息。从而采用振动检测诊断技术，技术人员能够更好、更快地发现问题。

结束语

我国机械工业的发展取得了举世瞩目的成就，这在很大程度上得益于机械工程技师的精神，秉承着精益求精、刻苦钻研的理念，不断突破机械制造中遇到的种种技术难题。与其他部件相比，机械齿轮是实现机械设备正常工作的重要部件，机械齿轮需要持续的离合器运动，在这一过程中需要承受更大的振动和冲击力，这也导致其受到比其他部件大得多的故障激励。为了分析机械齿轮产生的失效激励及相关特性，以便于提高机械齿轮的制造质量，本文构建了机械齿轮的三维模型，并运用ANSYS有限元软件分析了机械齿轮内部动态激励的形成机理，进一步分析了裂纹发生时齿轮内部动态激励的曲线。

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