举例分析球磨机轮齿断裂故障原因（上）

某用户反映，球磨机安装完毕后，空载试运行时声音不太正常，停机检查发现，主传动齿轮中小齿轮的根部有裂纹。这是什么情况呢？红星专家对此设备进行了实地考察分析。

一开始，维修人员认为小齿轮裂纹时加工制造过程中，由于比傲慢质量存在问题而引起的应力集中逐步发展所致。但是换了一个新的小齿轮经过几天空在磨合之后投入生产试运行，还是产生了不正常的啮合声，运行了两个月，小齿轮轮齿直接就断裂了。

现场分析认为，啮合噪声的存因是啮合间隙过大。因此，对齿轮传动的啮合间隙进行了调整。再次启动运行，果然振动及噪声有所减小，但两个月之后，小齿轮断了两齿。换第四个新的小齿轮，并同样对啮合间隙进行调整。这一次仅运行10天，小齿轮轮齿就断了，且把小齿轮座向外推开了3mm。

专家对此问题进行了集中研究，分析轮齿的折断有两种，一种是弯曲疲劳折断；另一种是过载折断。

引起疲劳折断的主要原因有：传动系统的动载荷过大；齿根圆角半径过小；齿根表面粗糙度值过大；滚切时齿根被拉伤；材料中有缺陷，热处理产生微小裂纹及其他有害残余应力等。当齿根处的交变应力超过了材料的疲劳极限时，齿根圆角处产生疲劳裂纹，裂纹又不断扩展，导致轮齿的弯曲疲劳折断。

过载折断则通常是由于短时严重过载的冲击载荷作用，使轮齿承受的应力超过其极限应力所致。载荷严重集中、动载荷过大及有较大的硬质异物进入轮齿啮合处，均可引起过载折断。

但球磨机传动系统的动载荷一般都不是很大，况且在每次更换前，对新齿轮的渐开线参数、齿轮精度、表面质量都进行了测量和检验，检测结果均符合图纸技术要求，据此分析应是疲劳和过载的共同作用。

专家对折断情况及设备工作情况进行分析，发现并无意外或者严重过载情况发生，也没有太大的冲击载荷作用，且每次故障发生时，两轮轮齿啮合处，也没有硬质异物在其间。由此判断，断齿的主要原因应是轮齿上载荷严重集中。

这一推断，专家通过用红丹粉对两轮轮齿啮合处着色检查后得到了证实。现场检查发现齿面的接触面积虽然达到了90%，但是靠近筒体一端着色明显要重一些，而靠近联轴器的一端则明显要轻，前者仅占齿面的50%。

且几次断齿都是靠近筒体这一端，遂得出结论，正是因为工作载荷集中，导致了小齿轮的多次折断。

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