點蝕的初期形貌是疲勞裂紋。若輪齒接觸應(yīng)力超過極限應(yīng)力值,并達到一定的循環(huán)次數(shù)時,材料就可能出現(xiàn)疲勞裂紋。隨著這些裂紋擴展、連接,終造成齒面金屬材料的脫落,形成初期點蝕,并可能持續(xù)發(fā)展為擴展性點蝕、片蝕或剝落。點蝕損傷對齒輪的使用壽命有較大的影響,嚴重時使齒輪厚度大大減少,甚至出現(xiàn)斷齒。
點蝕的形貌特征:齒面金屬材料的遺失、出現(xiàn)凹坑、且凹坑的邊緣較為尖銳。
對于點蝕損傷,需抑制其發(fā)展,即裂紋的產(chǎn)生,在開式齒輪的不同運行階段,借助于潤滑,可以防止點蝕的出現(xiàn)。
1)在齒輪副投入使用的初期,使用的磨合潤滑劑,使齒輪快速經(jīng)歷磨光過程,在消除已產(chǎn)生裂紋的同時,提高齒輪的接觸比例,防止新的疲勞裂紋產(chǎn)生。
2)當(dāng)齒輪接觸比例上升后,換用高粘度的潤滑油,建立足夠厚度的潤滑油膜,使載荷平均分布,降低接觸壓力。如此,能夠有效點蝕損傷的發(fā)生,并緩解既有點蝕的擴展。
齒輪嚙合的幾種潤滑狀態(tài):
1. 流體動力潤滑狀態(tài): 齒輪在嚙合過程中,一定厚度的潤滑油膜將并不平滑的摩擦面完全隔開而不使其發(fā)生直接接觸,此時稱為流體動力潤滑狀態(tài)。
2. 彈性流體潤滑狀態(tài):當(dāng)載荷增大時,嚙合齒面發(fā)生彈性變化,潤滑油粘度在壓力下急劇增大,因而不會被完全擠出而迅速形成極薄的彈性流體動力膜,仍能將摩擦面完全隔開,這時為彈性流體潤滑狀態(tài)。
潤滑油的粘度是形成流體動力潤滑膜和彈性流體潤滑膜的關(guān)鍵。以上情況通常發(fā)生在高速輕載的工況。
3. 邊界潤滑狀態(tài): 當(dāng)載荷繼續(xù)增大時,齒面微小的凸起在運動中已不能由彈性流體膜隔開,此時承擔(dān)潤滑任務(wù)的是吸附在金屬表面上的一層或幾層分子構(gòu)成的邊界吸附膜。在高溫高壓條件下,邊界吸附膜發(fā)生脫附,喪失潤滑作用,此時就要靠在齒面生成化學(xué)反應(yīng)膜或物理吸附膜起潤滑作用。
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