预防农业机械齿轮失效的措施

齐振海

齿轮的作用在于利用两轴传递空间中的运动和动力，在现代机械中受到广泛应用。常用于拖拉机、汽车上的部件，如驱动桥、变速器、发动机等。由于两个齿轮在运作过程中，轮齿间的啮合出相互接触，并进行切线滑动。在承载外界负荷的情况下，使轮齿根部受到了弯曲应力，齿面之间产生滑动使齿轮出现摩擦，因齿轮之间产生接触而出现触应力。受到上述作用力的影响，会导致齿轮的齿牙折断、齿面胶合、齿面磨损、烧伤等，进而导致齿轮失效。

一、齿轮失效的主要原因

1、齿牙折断

分为过载折断和疲劳折断两种。过载折断是由于齿轮在短期内承受了过载或严重超载的力量，或者承载的力量过于集中，而导致齿轮折断。致使轮齿断裂的原因有：齿轮突然受到较大的力量冲击过;由于机械的轴承已经损坏导致轮齿承受载荷过大;由于轴的弯曲引起;在两个适配的齿轮之间存在较大且坚硬的异物，破坏了齿轮间的配合引起过载荷。齿轮因过载而折断后的钢制齿轮或铸铁齿轮，其断面会出现粗晶粒组织状态。如果为渗碳齿轮，在轮齿中心部位坚硬程度低时，渗层中会出现裂纹，导致轮齿的断裂。疲劳折断。当齿根处产生的作用力超出了材料的疲劳限度后，齿根会产生疲劳裂纹，裂纹会随着齿轮的运作不断扩展延伸，最终使齿根因疲劳运作而导致折断。斜齿圆柱齿轮和人字齿轮的齿根会根据倾斜方向而产生裂纹，并逐渐扩展，断面平滑，且呈贝壳纹路。疲劳折断往往是由于齿轮设计不当，承载过重，齿轮间的运作过量引起的。

2、齿面胶合

齿轮在低速运转的过程当中，，由于轮齿之间的不良接触或由于齿面的形状不规则，使齿面局部受力过大，齿面间不易产生润滑油膜，或形成的油膜厚度不够，使齿面间的金属直接接触产生摩擦，使齿轮产生高温熔焊情况，并由于齿轮滑动的方向不同而产生撕裂的沟痕，称为为冷胶合。当齿轮进行高速且重载的运动中，齿轮间温度的瞬间升高导致油膜损坏，使齿轮接触面发生金属熔焊，并沿齿轮滑动方向形成沟痕，称为热胶合。

3、齿面磨损

即为轮齿间由于接触而产生耗损。当灰尘或脏物进入啮齿之间时，在滑动过程中，齿面间的啮合会受到影响，出现磨损情况，即为磨粒磨损。齿面磨损分为磨料磨损、刮伤和腐蚀磨损在润滑油使用不当或齿轮设计和选材不当的情况下会产生毁坏性磨损。

出现齿面烧伤的情况是由于齿轮负荷过重、或齿轮高速运转或润滑油使用不当使齿轮之间过度摩擦，使齿轮遇到高温造成的，温度过高足使齿轮产生变色和淬火的效果。齿面的烧伤会加速齿轮疲劳，缩减齿轮使用寿命。齿面塑性变形。当齿轮承载过重的情况下会导致金属产生塑性变形。齿面硬度低会由于短期超载或齿面摩擦过大，使金属表层沿转动方向出现塑性变形。齿轮的塑性变形可以分为三种：即压塌和飞边变形、波纹变形和起皱变形。造成齿面塑性变形的原因有三：热处理不当、润滑使用及保护不当、过载超载。热处理不当是由于齿面硬度较低低，不符合齿轮的硬度标准，属于齿轮制造工艺的不成熟，导致齿轮的缺陷。

二、预防措施

齿轮失效现象的出现都是相伴而生的。防止齿轮失效需要做好以下工作。

1、完善齿轮的润滑工作，提高所使用的润滑油质量。

如果润滑油使用不当，在高速重载的情况下运作的齿轮，会出现齿面温度过高，导致金属色变、齿面产生胶合。出现润滑不良情况的原因有，油路、喷油孔的堵塞，润滑油掺水、润滑油变质、油面温过高等都会出现润滑不当的现象。在使用中润滑油的过程中，需要时常按照专业技术的指导要求对润滑油进行检查。

2、避免超负荷作业

严格按照操作规范运作齿轮，尽量减少对齿轮的长时间超负荷作业，保护齿轮使其不受外力影响。对于工作量与工作力度不稳定思维齿轮而言，齿轮经常超负荷运作，如果不及时对齿轮实施保护，就会使轮齿因过载而产生断裂现象，长期的过载运作也会使轮齿产生疲劳而出现断裂现象。

3、做好齿轮装配工作

当齿轮之间进行啮合时出现齿宽方向仅一端接触，或者齿轮出现直线性偏差等问题时，使在齿宽方向上齿轮所承受的负荷不均，造成齿轮无法平稳顺利地运作转动，即“一端接触”，使齿轮受力不均，局部承受负荷过大，严重时造成断齿。因此，在对齿轮进行装配时，要严格按照规范的标准进行操作，不装配不合格齿轮;保持齿轮的清洁。齿轮上的各种装置都要装配紧密牢固，防止齿轮在工作过程中发生意外情况。

综上所述，齿轮是农业机械中最严谨的重要机械部件，用于传递两轴之间的运动，产生动力，其运作效率高、运行精確而稳定等，是农业机械中不可缺少的一部分。要想推动农业的现代化趋势完善农业机械便是其中的重要组成部分。由于农业生产量大，因此齿轮需要经常进行长时间的超负荷工作。加快了齿轮的失效，缩减了齿轮的使用年限。因此本文对齿轮失效的原因以及应对齿轮失效的措施进行了总结，以完善农业机械的使用方式，一定程度上促进了农业的现代化发展。

（作者单位：155800黑龙江省友谊农场第八管理区）