فيما يلي تحليل منهجي لأسباب فشل الضرس ، حيث يجمع بين مبادئ الهندسة الميكانيكية مع حالات الممارسة الصناعية ، وتغطي عوامل متعددة الأبعاد مثل التعب والارتداء والأحمال التأثير:
1. كسر التعب: تركيز الإجهاد وعمل الحمل بالتناوب
1. تراكم الإجهاد الانحناء
تزيد السبلات ذات الحجم الصغير (القليل من الأسنان) من تردد الانحناء عندما يتم خلط السلسلة والرسالة المسننة ، ويتعرض جذر الأسنان المسننة للإجهاد المتناوب عالي التردد. عندما يتجاوز الإجهاد حد التعب للمادة ، ستبدأ الشقوق في جذر الأسنان وتتوسع تدريجياً ، مما يؤدي في النهاية إلى كسر الأسنان.
2. توزيع الحمل غير المتكافئ
لا يكفي عدد الأسنان من الأسنان بين المسننة والسلسلة (على سبيل المثال ، فقط 3-4 أسنان مسننة مع عدد من الأسنان التي تقل عن 15 أو تساوي 15 في نفس الوقت) ، مما يتسبب في حصول الأسنان الواحدة على قوة تتجاوز حمل التصميم. هذا الحمل غير المتوازن يسارع التعب من المواد المحلية.
الثاني. ارتداء الفشل: آلية الاحتكاك وفقدان المواد
1. ارتداء سطح الأسنان
- دخول التآكل الكاشط: تدخل الغبار ، الحطام المعدني وغيرها من الملوثات إلى منطقة التشبيك ، وتشكل تأثيرًا طحنًا بين السلسلة والرسائل المسننة ، مما يؤدي إلى فقدان سريع للمواد السطحية للأسنان.
- ارتداء لاصق: عندما يكون التشحيم غير كافٍ ، يأتي سطح الأسنان وسلسلة الأسطوانة في التلامس المعدني المباشر ، ويؤدي درجة الحرارة المرتفعة المحلية إلى نقل المواد (مثل تقشير الفريت).
- *البيانات *: يمكن أن يؤدي فشل التزييت إلى تقصير عمر المسننة بنسبة 7 0 ٪ ، ومعدل ارتداء سمك السن يصل إلى 0.1 مم/ألف ساعة.
2. ارتداء الدبوس والمحور
The clearance between the sprocket mounting hole and the transmission shaft is too large (>0. 05mm) ، مما أدى إلى ارتداء الحركة الدقيقة أثناء التشغيل ، وتوليد رقائق طحن أكسيد الحديد وتقليل دقة الإرسال.
ثالثا. تأثير الحمل وتلف الحمل الزائد الفوري
1. تأثير بدء التشغيل
عندما يتم تشغيل الجهاز بشكل متكرر وإيقافه أو يتغير الحمل فجأة ، يتعرض ضرس ضرس لحمل التأثير الفوري. إذا تجاوزت قوة التأثير قوة الغلة للمادة (مثل قوة العائد تبلغ حوالي 785 ميجا باسكال عندما تكون صلابة سطح الأسنان الصلب 45# هي HRC40) ، فإنه سيؤدي إلى تشوه البلاستيك أو تكسير شكل الأسنان.
2. تأثير الرنين
عندما يتزامن التردد الطبيعي لنظام عمود المسننة مع تردد الإثارة لنظام النقل ، سيحدث تأثير تضخيم الرنين ، مما يزيد من ذروة الإجهاد المحلي بواسطة 3-5 مرات وتسريع عملية الفشل.
رابعا. التآكل البيئي والكيميائي
1. الرطوبة والتآكل الكهربائي
في بيئة رطبة أو حميمة ، يكون سطح المسننة عرضة للتآكل الكهروكيميائي ، ويشكل حفر الحفر. ستصبح هذه العيوب مصدرًا لتركيز الإجهاد وتقلل من قوة التعب.
- *البيانات التجريبية *: في بيئة رذاذ الملح ، يمكن أن يصل معدل التآكل للرسالة المسننة إلى 8 مرات من البيئة الجافة ، ويتم تقليل عمر التعب بنسبة 60 ٪.
2. أكسدة درجة الحرارة العالية
For sprockets that have been running in an environment of >150 درجة لفترة طويلة ، سوف تكثيف طبقة أكسيد السطح للمادة (مثل توليد Fe₃o₄) ، مما يتسبب في أن يصبح سطح الأسنان هشًا وتسريع التآكل.
خامسا عيب التصميم والتصنيع
1. أخطاء معلمة ملف تعريف الأسنان
When the processing deviation of the sprocket tooth profile curve (such as the ISO 606 standard involute) is >0.
2. عملية معالجة الحرارة غير لائقة
Uneven quenching or insufficient tempering will cause residual stress inside the sprocket, and areas with uneven hardness distribution (such as the hardness difference between the tooth top and the tooth root>HRC5) أكثر عرضة للفشل المبكر.
3. اختيار المواد غير الصحيح
عندما يتم استخدام مواد منخفضة القوة (مثل الفولاذ Q235) في سيناريوهات التحميل العالي ، يزداد خطر سحق سطح الأسنان بشكل كبير. يوصى باستخدام الصلب سبيكة مع علاج تصلب السطح (مثل 20Crmnti).
استراتيجيات الوقاية واتجاهات التحسين
1. مراقبة الحمل الديناميكي: تثبيت مستشعرات الاهتزاز لمراقبة حالة التشغيل للرسالة المسننة في الوقت الفعلي وضبط إنذارات عتبة الإجهاد
2. ترقية نظام التشحيم: استخدم أجهزة حقن الزيت الأوتوماتيكي لتجديد شحوم الضغط الشديد EP2 كل 50 ساعة من التشغيل
3. تعديل المواد: علاج النترهة لسطح الأسنان ، يتم زيادة صلابة السطح إلى أعلى من HRC55 ، ويتم تخفيض معدل التآكل بنسبة 40 ٪
4. التكرار التصميم: زيادة عدد أسنان Meshing (موصى بها أكبر من أو تساوي 17 أسنانًا) وتقليل حمولة ذروة الأسنان الواحدة
