齿轮磨损失效分析

　　齿轮磨损失效分析：专业工程师指南

　　齿轮磨损是机械传动中最常见的失效形式，占机械故障的80%以上。作为一名专业检测工程师，我将从失效类型、分析流程到预防修复措施，用通俗语言为你系统解析，助你快速定位问题！

　　一、齿轮磨损的四大类型及特征

　　磨粒磨损

　　原因：外部硬颗粒（如粉尘、金属碎屑）进入啮合面，划伤齿面形成沟槽。

　　特征：齿面均匀划痕，齿厚减薄（磨损量＞20%模数即失效）。

　　案例：矿山设备齿轮因粉尘侵入导致齿顶磨平。

　　粘着磨损

　　原因：齿面高压高温下金属“冷焊”，运动时粘合点撕裂（如润滑不良引发的“拉缸”）。

　　特征：表面材料转移、擦伤或金属瘤。

　　疲劳磨损

　　核心类型：

　　点蚀：齿面微小凹坑（直径＜1mm），初期可能自愈，扩展后连成片。

　　剥落：深层材料片状脱落（深0.1~0.5mm），常见于渗碳齿轮硬化层过渡区。

　　根源：交变应力引发微裂纹扩展（接触应力超材料极限）。

　　腐蚀磨损

　　原因：酸性/潮湿环境 + 摩擦，协同加速锈蚀（如船舶齿轮箱进水）。

　　特征：表面锈斑、疏松剥落。

　　二、失效分析四步法（工程师实操版）

　　宏观观察

　　测量齿厚磨损量（游标卡尺精度≥0.02mm），若齿根磨损总和超过模数20%即报废。

　　检查点蚀面积：＞20%工作齿面或凹坑深＞0.2mm为失效。

　　微观检测

　　电镜扫描(SEM)：观察划痕形态（粘着磨损呈撕裂状，磨粒磨损呈平行沟槽）。

　　金相分析：检查次表层裂纹（疲劳磨损裂纹深度≈0.3倍接触半宽）。

　　材料与润滑检测

　　成分化验：验证材料是否达标（如20CrMnTi渗碳钢的碳含量偏差需＜0.05%）。

　　铁谱分析：检测润滑油中铁屑浓度＞100ppm预警轴承失效。

　　工况复现测试

　　模拟实际负载/转速，复现磨损过程（如环块试验机测滑动磨损）。