در زیر ، تجزیه و تحلیل سیستماتیک از دلایل خرابی شاخه ، ترکیب اصول مهندسی مکانیک با موارد تمرین صنعتی ، پوشش عوامل چند بعدی مانند خستگی ، سایش و بارهای ضربه است:
I. شکستگی خستگی: غلظت استرس و عملکرد بار متناوب
1. خم شدن استرس
اسپکت های کوچک (چند دندان) فرکانس خمش را در هنگام چسباندن زنجیره و شاخه افزایش می دهند و ریشه دندان چشمه در معرض استرس متناوب با فرکانس بالا قرار می گیرد. هنگامی که استرس بیش از حد خستگی مواد باشد ، ترک ها در ریشه دندان آغاز می شوند و به تدریج گسترش می یابند و در نهایت منجر به شکستگی دندان می شوند.
2. توزیع بار ناهموار
تعداد دندانهای مشبک بین شاخه و زنجیره کافی نیست (به عنوان مثال ، فقط دندانهای یک شاخه با تعدادی از دندان های کمتر از یا مساوی 15 در همان زمان قرار دارند) ، و باعث می شود یک دندان واحد نیرویی بیش از بار طراحی داشته باشد. این بار نامتعادل خستگی مواد محلی را تسریع می کند.
ii. خرابی سایش: مکانیسم اصطکاک و از دست دادن مواد
1. سایش سطح دندان
- ساینده ساینده: گرد و غبار ، بقایای فلزی و سایر آلاینده ها وارد ناحیه مشبک می شوند و یک اثر سنگ زنی بین زنجیره و شاخه ایجاد می کنند و در نتیجه از بین رفتن سریع مواد سطح دندان ایجاد می شود.
- سایش چسب: هنگامی که روغن کاری کافی نباشد ، سطح دندان و غلتک زنجیره ای به تماس مستقیم با فلز وارد می شوند و دمای بالا محلی باعث انتقال مواد می شود (مانند لایه برداری فریت).
- *داده ها *: خرابی روغن کاری می تواند عمر چرخش را با 7 {2}} ٪ کوتاه کند ، و میزان سایش ضخامت دندان به اندازه 0.1 میلی متر در هزار ساعت است.
2. سایش پین و توپی
The clearance between the sprocket mounting hole and the transmission shaft is too large (>0. 05 میلی متر) ، در نتیجه سایش میکرو حرکت در حین کار ، تولید تراشه های سنگ زنی اکسید آهن و کاهش دقت انتقال.
iii بار ضربه و آسیب بیش از حد فوری
1. تأثیر شروع کار
هنگامی که تجهیزات به طور مکرر شروع و متوقف می شوند یا بار به طور ناگهانی تغییر می کند ، چرخش در معرض بار ضربه فوری قرار می گیرد. اگر نیروی ضربه از استحکام عملکرد مواد فراتر رود (مانند استحکام عملکرد در حدود 785MPa در هنگام سختی سطح دندان 45# فولادی HRC40) ، باعث تغییر شکل پلاستیک یا ترک خوردگی شکل دندان می شود.
2. اثر رزونانس
هنگامی که فرکانس طبیعی سیستم sprocket-shaft با فرکانس تحریک سیستم انتقال همزمان باشد ، یک اثر تقویت رزونانس رخ می دهد ، و اوج استرس محلی را با {1}} بار افزایش می دهد و روند خرابی را تسریع می کند.
IV خوردگی محیطی و شیمیایی
1. خوردگی رطوبت و الکترولیتی
در یک محیط مرطوب یا اسید پایه ، سطح شاخه مستعد ابتلا به خوردگی الکتروشیمیایی است و چاله های گودال را تشکیل می دهد. این نقص ها به منبع غلظت استرس تبدیل می شوند و استحکام خستگی را کاهش می دهند.
- *داده های تجربی *: در یک محیط اسپری نمکی ، میزان خوردگی چرخش می تواند به 8 برابر یک محیط خشک برسد و عمر خستگی 60 ٪ کاهش می یابد.
2. اکسیداسیون درجه حرارت بالا
For sprockets that have been running in an environment of >برای مدت طولانی 150 درجه ، لایه اکسید سطح مواد ضخیم تر می شود (مانند تولید Fe₃o₄) ، و باعث می شود سطح دندان شکننده شود و سایش را تسریع کند.
V. نقص طراحی و ساخت
1. خطاهای پارامتر مشخصات دندان
When the processing deviation of the sprocket tooth profile curve (such as the ISO 606 standard involute) is >0. 1 میلی متر ، باعث ایجاد مشبک ناپایدار و ایجاد بارهای ضربه اضافی می شود.
2. فرآیند نامناسب عملیات حرارتی
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) بیشتر مستعد شکست زودرس هستند.
3. انتخاب نادرست مواد
هنگامی که از مواد با استحکام کم (مانند فولاد Q235) در سناریوهای بار بالا استفاده می شود ، خطر خرد شدن سطح دندان به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. توصیه می شود از فولاد آلیاژ با درمان سخت کننده سطح (مانند 20crmnti) استفاده کنید.
استراتژی های پیشگیری و جهت های بهینه سازی
1. مانیتورینگ بار پویا: سنسورهای لرزش را نصب کنید تا وضعیت عملیاتی چرخش در زمان واقعی نظارت داشته و هشدارهای آستانه استرس را تنظیم کنید
2. به روزرسانی سیستم روغن کاری: از دستگاه های تزریق روغن اتوماتیک برای پر کردن چربی فشار شدید EP2 هر 50 ساعت کار استفاده کنید
3. اصلاح مواد: درمان نیترایدر سطح دندان ، سختی سطح به بالاتر از HRC55 افزایش می یابد و میزان سایش 40 ٪ کاهش می یابد
4. افزونگی طراحی: تعداد دندانهای مش را افزایش دهید (توصیه می شود بیشتر از یا مساوی با 17 دندان) و بار اوج یک دندان واحد را کاهش دهید
