机械轴承和齿轮的失效原因及解决方案

田志刚

摘要：现如今伴随我国经济发展的不断利好，我国的工业也得到了极大的发展空间和发展机遇，并且工业生产在我国国民经济生产中的地位也是越来越明显，必须承认的是工业生产不能离开机械，而机械中又必须有轴承和齿轮的存在，这两种核心零件是缺一不可的，而且其对机械的正常运转有着至关重要的作用，如果出现了运转失效，则会对机械甚至是相关企业产生极为不良的影响。通常情况下，轴承与齿轮都是机械部件当中比较易损的零件，同时造成其产生损毁和失效的因素也相对较多，保养人员只有能够准确的掌握失效因素，才可以建立准确的维修预案，并及时的将问题进行排除和解决，进而保证企业能够正常的生产。鉴于上述情况本文则对机械轴承和齿轮的失效原因进行了分析，并提出了一些较好的解决方案，希望凭借本文的论述可以对我国机械设备维修起到一定的帮助作用。

关键词：机械轴承;齿轮失效;解决方案

在机械设备当中，轴承和齿轮是最常用最普遍的零件，其也是失效情况较多的零件，通常来说轴承出现失效的情况主要有以下几种表现形式：接触出现疲劳失效、游隙失效、裂缝失效等，而齿轮失效的主要有以下几种表现形式：接触面失效、损耗失效、断裂失效等。因此为了有效的解决齿轮和轴承出现的失效情况，就必须要将其失效的因素进行有效的分析，并加深保养和诊断工作，如此才可以保证机械设备能有效的正常运行。

1轴承失效因素和具体表现

1.1接触疲劳失效

接触疲劳失效是轴承失效的诸多情况中，最为常见的一种，出现这种失效的主要原因是由于轴承的外表，伴随着一定的交变应力作用下出现了一定程度的裂缝，若是情况特别严重甚至还会有出现轴承断裂的情况发生。在开始阶段，交变应力通常只是会致使轴承外表出现细小的裂缝，在伴随着交变应力的不断加大，轴承接触面就会出现剥离的情况。

1.2磨损失效

出现磨损失效平常都是表现在轴承和零部件之间，机械在运行过程中，轴承和零部件会产生一定的摩擦，长时间的摩擦就会引起轴承磨损的状况，轴承磨损通常会引起轴承的外形和尺寸产生变化，轴承外表的光洁度也会随之降低，同时轴承自身的境地也会受到不同程度的影响。

必须承认的是轴承磨损是相对来说不可避免的，但是一些特殊情况还是会加速出现这种失效情况的。譬如：在轴承和零件部之间出现了异物或是铁屑，这种情况就会致使轴承与零件的接触面产生凹陷或是划痕，进一步引发轴承外表端面受力不够均匀，从而导致轴承出现磨损失效现象。

1.3塑性变形和游隙变化失效

产生塑性变形和游隙变化失效，通常都是由于受到外界一些影响因素造成的，轴承在受到一定的外力作用后，其局部会产生一定的变形，或是在一定巨大的温差作用下也会产生塑性变形，此时如果轴承的塑性变形特别严重，就会进一步的致使轴承出现失效情况发生。轴承在平时运行过程中，因为外界出现了一定的变化都会引发轴承其本身配合间隙产生变形，这个时候不单单是其精度会明显的降低，同时轴承和配合零件也会产生不严密的情况，进而引发产生游隙变化失效。

2齿轮失效因素和具体表现

2.1磨损失效

相对来说出现齿轮磨损失效状况是比较复杂的，齿轮磨损失效主要包含：轻微级别的磨损、过渡级别的磨损、腐蚀性质的磨损、胶合状态的磨损等。齿轮在运行过程中，若是使用的润滑不够理想或是其旋转速度和表面光洁度配合不好，或是工作状态超过齿轮载荷，都会引发齿轮出现磨损的情况。齿轮在运行过程中是通过齿牙的啮合，来传递动能的，而如果其齿牙之间存在异物或是铁屑就会导致齿轮的齿牙出现磨损，而且这种情况会伴随齿轮的连续使用，越演越烈。

另外若是齿轮的运行环境受到了影响也会导致齿轮出现腐蚀失效，这种情况通常都会导致齿轮材料发生一定的化学变化，进而引发齿轮出现了腐蚀失效。

对于胶合磨损来说，其是一种较为普遍的磨损情况，所谓胶合就是指齿轮在运行中，会受到来自各个方面的压力，其齿面就会产生黏着的情况，在齿轮传动速度过程中，齿轮表面金属会随之被剥离，进而产生非常严重的胶合磨损。产生这种磨损的因素主要就是对齿轮的润滑不够理想，不能进行达标的润滑，或是齿轮在运行时存在干涉的现象，此时就是最容易产生胶合磨损的。另外如果齿轮在运行过程中，其承受力量过大或是转速超过其能力范围，也会导致齿轮出现局部升温太高，也会引发胶合磨损失效的情况。

2.2疲劳失效

疲劳失效也是诸多齿轮失效中的一种，若是制作齿轮的材质不够理想，或是齿轮表面光洁度不理想也会产生凹凸情况，这种凹凸一旦超过标准值，就会产生点蚀的严重情况出现。

另外齿轮在进行运动的过程中，其相应的应力也会有所增加，这个时候齿轮的运动速度和方向都会产生一定变化，进而影响齿受润滑不均，最终引发齿轮出现了了疲劳失效的情况。

还有如果齿轮本身材质有缺陷也会导致齿轮表面出现明显的疲劳裂缝，进而导致齿轮表面出现了严重的疲劳失效情况。

2.3塑性变形失效

若是齿轮本身的材料硬度不理想，齿轮在进行过程中其产生接触应力就会相对较高，同时在伴随齿轮润滑情况不是很理想的话，就会引发齿轮产生严重的塑性变形失效情况。出现了塑性变形失效情况会导致齿轮出现爬行的状况，齿轮的速度会产生降低，同时会产生一定的震荡，这种震荡就会导致齿轮运行不稳定，进而就会导致整个机械设备产生严重的故障。

3轴承和齿轮出现失效情况的解决策略

3.1尽力的做好设计工作

通过大量的失效经验分析发现，磨损疲劳是导致齿轮和轴承产生失效情况的主要诱因。所以相关的设计人员要在进行机械结构设计过程中，着重考量齿轮和轴承的综合因素，采用科学合理的设计方法尽量的规避失效的发生，这才是有效解决齿轮和轴承产生失效情况的有效的、科学的解决策略。

在机械设备的装配过程中，机械通常都会受到来自各个方面的巨大载荷作用，因此在进行机械结构设计，以及齿轮和轴承的设计和选型过程中，要充分的考量好这方面的因素。還要将设备的具体使用环境因素也进行充分的分析，要选择适合环境的材质进行设计和选型。

3.2加强加深对设备的维修和保养

在对出现了齿轮和轴承失效的设备分析后发现，一些设备由于长期的运行而没有得到有效的维护，也会产生许多齿轮和轴承失效的情况发生。因此鉴于上述情况，就需要在设备的日常运行过程中，加强加深对设备的维修和保养。要对设备的润滑功能进行定期的监视和维护，要对润滑过滤环节进行充分的监视，要定期的清洗过滤网，避免产生杂质过多对齿轮和轴承产生损害。另外还要依据设备使用手册，进行针对性的停机养护，要依据生产需要进行分批、分拨式的停机维修，要做到充分的、仔细的、合理的维修和保养。

3.3采用科学的诊断方法

期望快速的分析和解决齿轮和轴承失效的情况，必须要对其产生失效的因素进行充分的了解，而维修人员如果掌握了科学的诊断方法，就可以快速的发现故障，并进行及时有效的分析，以及快速的处理和解决问题。

结束语

综上所述，工业生产和工业发展都是需要大量的齿轮和轴承，合理的使用和合理的保养轴承和齿轮就是避免其产生失效的主要做法，而现实情况中一些生产厂家常常是忽略这一重要的环境，如此就造成产生了一些不良状况的发生，本文则对齿轮和轴承产生失效情况的一些因素进行了着重的分析，并提出了一些合理的解决策略，希望凭借本文的论述可以对我国工业的发展起到一点帮助作用。

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（作者单位：西门子数控（南京）有限公司天津分公司）