點蝕的初期形貌是疲勞裂紋。若輪齒接觸應力超過極限應力值,并達到一定的循環次數時,材料就可能出現疲勞裂紋。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,并可能持續發展為擴展性點蝕、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,甚至出現斷齒。
點蝕的形貌特征:齒面金屬材料的遺失、出現凹坑、且凹坑的邊緣較為尖銳。
對于點蝕損傷,需抑制其發展,即裂紋的產生,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。
1)在齒輪副投入使用的初期,使用的磨合潤滑劑,使齒輪快速經歷磨光過程,在消除已產生裂紋的同時,提高齒輪的接觸比例,防止新的疲勞裂紋產生。
2)當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生,并緩解既有點蝕的擴展。
齒輪嚙合的幾種潤滑狀態:
1. 流體動力潤滑狀態: 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生直接接觸,此時稱為流體動力潤滑狀態。
2. 彈性流體潤滑狀態:當載荷增大時,嚙合齒面發生彈性變化,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。
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鍵。以上情況通常發生在高速輕載的工況。
3. 邊界潤滑狀態: 當載荷繼續增大時,齒面微小的凸起在運動中已不能由彈性流體膜隔開,此時承擔潤滑任務的是吸附在金屬表面上的一層或幾層分子構成的邊界吸附膜。在高溫高壓條件下,邊界吸附膜發生脫附,喪失潤滑作用,此時就要靠在齒面生成化學反應膜或物理吸附膜起潤滑作用。
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