因此,了解微點(diǎn)蝕現(xiàn)象的危害、掌握辨識(shí)以及控制方法,已經(jīng)成為齒輪箱日常維護(hù)、提高性能水平的必備技能之一。
“微小”隱患,巨大威脅
微點(diǎn)蝕引起的破壞性磨損,可能在設(shè)備工作的最初數(shù)個(gè)小時(shí)之內(nèi)就會(huì)出現(xiàn),齒輪上的微點(diǎn)蝕會(huì)引發(fā)連鎖反應(yīng),導(dǎo)致齒輪、軸承和密封的一系列問題。
齒輪齒面磨損增加:齒輪上出現(xiàn)微點(diǎn)蝕時(shí),所產(chǎn)生的磨損會(huì)改變齒輪齒廓的形狀,使得載荷集中于較小的區(qū)域,從而影響齒輪在通過嚙合點(diǎn)時(shí)的傳動(dòng)精度,這不僅會(huì)導(dǎo)致齒輪箱的振動(dòng)、噪聲及錯(cuò)位,還會(huì)增加齒輪失效的機(jī)率。
點(diǎn)蝕:不斷的磨損,讓原先齒輪齒廓“微點(diǎn)蝕”區(qū)域逐漸發(fā)展成了一系列“點(diǎn)蝕”。
碎屑?jí)汉蹖?dǎo)致剝落:由于磨損而產(chǎn)生的金屬屑會(huì)成為齒輪箱潤(rùn)滑油中的污染物,擠壓在齒輪和軸承表面上成為“碎屑?jí)汉邸保瑥亩淖冚S承滾動(dòng)體和軸承滾道的表面,進(jìn)而導(dǎo)致軸承表面金屬剝落。
基于埃克森美孚的科學(xué)家目前研究的軸承壽命理論和數(shù)據(jù),齒輪齒面上的微點(diǎn)蝕產(chǎn)生的硬質(zhì)碎片顆粒,可能降低軸承壽命20%[ 數(shù)據(jù)來(lái)源于??松梨谘邪l(fā)與工程公司]以上。
及早發(fā)現(xiàn),贏得先機(jī)
微點(diǎn)蝕幾乎可能出現(xiàn)在齒輪的除節(jié)線外的任何位置,最常出現(xiàn)在齒輪嚙合的重載區(qū)或者高速滑動(dòng)區(qū)域。正因如此,微點(diǎn)蝕經(jīng)常會(huì)發(fā)生在齒輪的齒頂和齒根以及輪齒邊緣,另外在高應(yīng)力的局部表面也會(huì)觀測(cè)到微點(diǎn)蝕。然而,通過肉眼是很難看到單個(gè)的微點(diǎn)蝕,通常許多微點(diǎn)蝕會(huì)集體出現(xiàn),形成黯淡無(wú)光澤的區(qū)域時(shí)才能觀測(cè)到(如圖4)。
在實(shí)驗(yàn)室通過顯微鏡時(shí),一組干凈的齒輪裝備在良好的定向光源下能夠觀測(cè)到微點(diǎn)蝕。而在現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí),最好是采用強(qiáng)烈的直射光,不要采用散射的熒光燈,從多個(gè)不同角度照亮齒面,以觀察是否出現(xiàn)微點(diǎn)蝕現(xiàn)象。
對(duì)癥下藥,瓦解危害
能夠有效抑制微點(diǎn)蝕的解決方案一般有三種:
?使用表面極其平滑或“超精細(xì)加工”的齒輪和軸承
?改變?cè)O(shè)備的工作條件
?選擇專用于抑制微點(diǎn)蝕的潤(rùn)滑油
然而,超精細(xì)加工的齒輪僅用于最關(guān)鍵的工業(yè)生產(chǎn)中,而改變工作條件通常也是不可能的,因此,最為實(shí)際、直接的方法,就是選擇合適的齒輪潤(rùn)滑油。
高粘度指數(shù)、低牽引系數(shù):在選擇專用的抑制微點(diǎn)蝕潤(rùn)滑油時(shí),簡(jiǎn)單地增加潤(rùn)滑油的ISO粘度等級(jí)也并非首選,更好的方法是選擇具有較高的粘度指數(shù)、較低的牽引系數(shù)的潤(rùn)滑油,或者兩者都加以考慮。較高的粘度指數(shù)可以在工作條件下提供較厚的潤(rùn)滑油膜,而較低的牽引系數(shù)可以幫助減少表面疲勞。例如,美孚齒輪油SHC XMP系列是具有高粘度指數(shù)和低牽引系數(shù)的合成齒輪油,可以有效控制微點(diǎn)蝕。
平衡配方:雖然微點(diǎn)蝕是一個(gè)主要問題,但如果因此而忽視甚至犧牲其他性能來(lái)?yè)Q取解決微點(diǎn)蝕問題,也是不可取的。高品質(zhì)的齒輪潤(rùn)滑油應(yīng)當(dāng)能擁有平衡的配方,兼顧各大性能的需求。例如,專為工業(yè)用齒輪箱設(shè)計(jì)的美孚SHC齒輪油系列,不僅在防止微點(diǎn)蝕性能表現(xiàn)出色,而且同時(shí)具有良好的抗磨損保護(hù)、良好的水分離、泡沫控制和抗腐蝕保護(hù)、與通用密封材料的兼容性等,其配方能更好地延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,從而提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。