隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，機(jī)械已日益成為生產(chǎn)過程中不可或缺的一部分。而機(jī)械的高性能化、高自動(dòng)化、高效率化是現(xiàn)代機(jī)械的一個(gè)重要發(fā)展方向。齒輪作為傳動(dòng)機(jī)械設(shè)備中至關(guān)重要的部件，它不僅關(guān)乎機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，且對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的進(jìn)度與經(jīng)濟(jì)效益等產(chǎn)生巨大影響。而齒輪發(fā)生故障又是常出現(xiàn)的事件，因此，加大對(duì)齒輪出現(xiàn)故障的原因與解決方法的研究尤顯必要。本文將針對(duì)此進(jìn)行粗略探討。
    現(xiàn)代化的不斷發(fā)展讓機(jī)械設(shè)備也日益朝著大型化、復(fù)雜化方向發(fā)展，其設(shè)備的構(gòu)造與操作原理也愈加復(fù)雜。齒輪是機(jī)械設(shè)備中用來傳遞動(dòng)力的重要部件，而齒輪故障又時(shí)常發(fā)生，這無疑會(huì)對(duì)機(jī)械的整體運(yùn)作產(chǎn)生不利影響。所以，有必要對(duì)齒輪故障進(jìn)行分析，并能理論聯(lián)系實(shí)際，通過實(shí)際案例來尋求解決方法，從而做到故障出現(xiàn)時(shí)能及時(shí)解決并予以防范。
    機(jī)械設(shè)備中齒輪常見故障分析
    齒輪在機(jī)械設(shè)備中有個(gè)重要作用，這就是它能傳遞運(yùn)動(dòng)，而且能控制運(yùn)動(dòng)方向，影響運(yùn)動(dòng)速度。而為更好地調(diào)控齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度，就需要齒輪減速機(jī)裝置的安裝。我們知道，與齒輪減速機(jī)有關(guān)的幾個(gè)主要頻率為軸頻、齒輪的嚙合頻率、軸承的內(nèi)外圈、滾動(dòng)體、保持架的頻率，它們與“諧頻”、“邊頻”相結(jié)合，成為對(duì)齒輪減速機(jī)故障判定的依據(jù)。同時(shí)，與齒輪減速機(jī)有密切關(guān)系的是齒輪振動(dòng)，且通過齒輪振動(dòng)是判斷齒輪故障的一個(gè)重要方式。因此，筆者將重點(diǎn)針對(duì)齒輪減速與齒輪振動(dòng)的有關(guān)故障開展具體探討。
    2.1齒輪振動(dòng)發(fā)生故障的一個(gè)重要原因是齒輪在生產(chǎn)與安裝中存在失誤。生產(chǎn)齒輪是齒輪得以發(fā)揮自身作用的首要條件，而生產(chǎn)制作中的微小誤差就能導(dǎo)致齒輪的嚙合精度降低，從而帶來齒輪的振動(dòng)和噪聲增大，這些問題的出現(xiàn)無疑會(huì)提高齒輪的故障率[2]。因而，我們的相關(guān)機(jī)械使用單位應(yīng)對(duì)齒輪的生產(chǎn)源與齒輪安裝予以極大關(guān)注。
    2.2齒輪振動(dòng)出現(xiàn)故障的另一個(gè)原因是與齒輪的工作環(huán)境適宜度有關(guān)。因不同的工作環(huán)境在空氣濕度、空氣質(zhì)量、溫度等方面都存在差異。而齒輪作為現(xiàn)代化機(jī)械，其對(duì)工作環(huán)境有一定要求。因齒輪在嚙合過程中，齒與齒連續(xù)沖擊使齒輪產(chǎn)生受迫振動(dòng)，如果此時(shí)其工作環(huán)境存在高濕度或其他不利影響，就會(huì)對(duì)齒輪的正常振動(dòng)帶來不利影響。為減少此種不必要的失誤，我們的機(jī)械使用單位就應(yīng)提前做好齒輪工作環(huán)境的凈化工作。
    2.3齒輪運(yùn)行過程中存在因所使用到的潤滑劑質(zhì)量不達(dá)標(biāo)而導(dǎo)致齒輪故障的現(xiàn)象。齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)少不了潤滑劑的調(diào)節(jié)，有些單位為減少經(jīng)濟(jì)成本投入而使用不夠清潔的潤滑劑，或者使用的潤滑劑不足，這些情況無疑會(huì)使齒輪的齒面磨粒磨損。發(fā)展到較嚴(yán)重程度會(huì)致使齒輪齒面剝落、拉傷，齒輪如果持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生明顯的沖擊現(xiàn)象[3]。若不及時(shí)采取措施補(bǔ)救則最終會(huì)帶來齒輪斷裂的后果。那么，機(jī)械使用單位就應(yīng)該購買合格的潤滑劑，并且要加強(qiáng)相關(guān)制度建設(shè)，以約束齒輪設(shè)備管理人員的行為，確保齒輪的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
    2.4齒輪出現(xiàn)故障的一個(gè)重要原因是齒輪的齒面易發(fā)生點(diǎn)蝕、崩齒現(xiàn)象。齒輪在嚙合過程中，若齒輪有較大磨損，或齒輪間隙增大時(shí)都會(huì)產(chǎn)生嚙合振動(dòng)，振動(dòng)頻率為齒輪嚙合頻率。在此時(shí)，若還出現(xiàn)運(yùn)行過程中載荷過重，齒輪就容易彎曲疲勞，以致崩齒乃至斷齒。而斷齒的點(diǎn)蝕是齒輪故障的重要形式。此種故障的出現(xiàn)都會(huì)影響機(jī)械的整體運(yùn)行效率。我們的相關(guān)單位要想減少這種問題的出現(xiàn)就務(wù)必要合理操作齒輪設(shè)備，相關(guān)工作者也應(yīng)較為了解齒輪的工作原理，從而做到科學(xué)利用齒輪設(shè)備。
    2.5在常見的齒輪故障中還存在因齒輪運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)而帶來的齒輪振動(dòng)故障的問題。若齒輪具有不平衡質(zhì)量，或者齒輪存在偏心現(xiàn)象，則齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中會(huì)造成齒輪副的不穩(wěn)定運(yùn)行。于是，在該不平衡力矩的影響下，就易產(chǎn)生以調(diào)頻為主，調(diào)幅為輔的振動(dòng)，這將在嚙合頻率及其諧波兩側(cè)產(chǎn)生“邊頻帶”。受不平衡力的激勵(lì)，齒輪軸的旋轉(zhuǎn)頻率及其諧波的能量也有相應(yīng)的增加，因此這也會(huì)使齒輪齒根出現(xiàn)裂紋。在這種情形下，齒輪運(yùn)行方生故障是難以避免的。所以，在日常機(jī)械的齒輪設(shè)備保養(yǎng)時(shí)，保養(yǎng)人員應(yīng)特別注意齒輪細(xì)節(jié)部分的檢查。
    機(jī)械設(shè)備中齒輪故障的一個(gè)實(shí)例
    假如我們以混合機(jī)的相關(guān)實(shí)際情況為例，工作人員在二次圓筒混合機(jī)的齒輪減速機(jī)的運(yùn)行過程中通過點(diǎn)檢發(fā)現(xiàn)其振動(dòng)噪聲較大，然后我們的工作者用測(cè)振儀測(cè)量一段軸的垂直振動(dòng)值，測(cè)得值為7.95mm/s。這時(shí)發(fā)現(xiàn)齒輪減速機(jī)存在較大隱患，那么就需要工作者及時(shí)做出診斷和制定處理方案。我們知道，齒輪的振動(dòng)是兩齒輪嚙合過程中帶來的，該振動(dòng)的頻率也因此叫嚙合頻率。為順利解決這一故障，就需要借助一系列尖端儀器，通過儀器的測(cè)量、計(jì)算來獲得一些數(shù)據(jù)。借助儀器，我們解決此種問題就較為容易了。而真正的問題是工作者能否在齒輪設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并能做出有效反應(yīng)。

    機(jī)械無疑為這個(gè)時(shí)代帶來了無限生產(chǎn)力，在機(jī)械日益尖端化、自動(dòng)化、高效化的發(fā)展?fàn)顟B(tài)下；齒輪設(shè)備作為眾多機(jī)械中的一個(gè)至關(guān)重要的部件，對(duì)它的故障及故障解決方法予以關(guān)注不僅能有助于齒輪設(shè)備的長久穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，且對(duì)整體上減少機(jī)械故障發(fā)生頻率等有極大作用。上文對(duì)機(jī)械故障中的齒輪故障分析得并不全面，所舉出的一個(gè)實(shí)例也不夠具有代表性。因此，為有效做好齒輪故障的探究工作還需要相關(guān)工作者的共同努力，相信在大家的一起探索下，處理好機(jī)械故障中齒輪故障的工作將近在咫尺。
 

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文章名稱：《機(jī)械故障診斷之齒輪故障小議》

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