Червячна предавка Диагностика на повреда — Пет режима, как да ги различите и какво означава всеки от тях за вашата спецификация

Годишното видимо износване не е нормално за правилно специфициран комплект червячни зъбни колела при нормална промишлена работа. Правилно специфицираният и смазан комплект трябва да показва измеримо износване на зъбния ръб от приблизително 0,01–0,03 мм за 5000 работни часа - обикновено години, а не месеци, преди да се наложи подмяна. Ако сменяте колелото ежегодно, един или повече параметри на спецификацията са грешни: разлика в твърдостта, вид на смазката, замърсяване на смазката или претоварване. Правилният подход не е да се приема годишната подмяна като нормална поддръжка, а да се идентифицира механизмът на ускорено износване и да се коригира - броят на частиците от износване в маслени проби на интервали от 500 часа ще покаже дали степента на износване е стабилна (приемлива) или се увеличава (проблем, изискващ намеса).

При правилно специфицирано задвижване, валът винаги е по-твърдата повърхност, а колелото е износващата се повърхност. Следите от износване по страните на резбата на вала са необичайни и показват или (а) абразивно замърсяване, което едновременно износва и двете повърхности, или (б) обръщане на разликата в твърдостта — валът не е адекватно закален. Проверете твърдостта на вала с преносим тестер за Рокуел. Ако твърдостта на вала е под спецификацията, повредата от разликата в твърдостта се потвърждава. Повредата на вала обикновено показва насочени следи от износване, успоредни на спиралата на резбата, докато повредата на колелото показва следи, успоредни на посоката на плъзгане на зъбната повърхност.

Понякога, но условията за възстановяване са специфични. Ранното образуване на точкова реакция — изолирани кратери, които все още не са се слели, без кратери с дълбочина от приблизително 0,5 мм, ограничени до зоната на делителната линия — може да се стабилизира, ако натоварването се намали под границата на умора на Херц. На практика това означава намаляване на въртящия момент до приблизително 60–70% от стойността, която е причинила образуването на точкова реакция. По-често ранното образуване на точкова реакция осигурява местата за започване на пукнатини за прогресивна умора от точкова реакция и скоростта на образуването на точкова реакция се ускорява. Ако точковата реакция бъде открита рано по време на планиран преглед за анализ на маслото, използвайте възможността да планирате подмяна на зъбно колело преди следващия интервал за поддръжка — не чакайте точковата реакция да се превърне в счупване на зъб.

Правилното масло е минерално трансмисионно масло ISO VG 220–460 или синтетично PAO масло, специално описано като „подходящо за червячни зъбни колела“, „съвместимо с бронз“ или „подходящо за жълти метали“. Тези обозначения потвърждават, че формулата не включва добавки за екстремно налягане (EP) на основата на сяра, които реагират със съдържанието на мед в бронзовите и месинговите червячни колела, за да образуват продукти от корозия на меден сулфид. Този проблем се появява толкова често при анализа на повреди, защото стандартното индустриално трансмисионно масло – маслото в серния магазин за спирални зъбни колела на една и съща производствена линия – обикновено съдържа EP добавки на основата на сяра и е напълно подходящо за спирални зъбни колела. Персоналът по поддръжката, който пълни червячно зъбно колело от същия контейнер, който използва за спирални зъбни редуктори, въвежда EP добавки, които започват корозивна атака върху бронзовото колело. Винаги етикетирайте червячните зъбни колела ясно със специфичната спецификация на маслото, която се изисква.

Не продължавайте да използвате задвижване, при което има съмнение за активно износване. Издраскването е термично активиран адхезивен механизъм с положителна обратна връзка — всяко издраскване увеличава грапавостта на повърхността, което увеличава локалната температура в последващите контакти на мрежата, което улеснява по-нататъшното износване. Развитието от първоначалните следи от износване до катастрофална повреда може да отнеме от часове до дни, в зависимост от натоварването, скоростта и състоянието на смазката. Спрете задвижването, проверете нивото на маслото, източете маслото и го проверете за скъсани метални отломки, проверете температурата на корпуса. Ако маслото показва значителни метални отломки или корпусът е горещ, не рестартирайте, докато не бъдат проверени страничните повърхности на зъбите и не бъде установена първопричината.

Разпределението на кратерите от точковидни образувания разкрива истината. Точковите образувания, причинени от претоварване, са разпределени по контактната зона на повечето или всички зъби, с приблизително равномерна плътност на кратерите - натоварването се разпределя върху всички зъби и всички зъби са еднакво натоварени над границата на умора. Точковите образувания, причинени от лош контактен модел, са концентрирани в тясна зона, съответстваща на действителната контактна зона (която е по-тясна от проектната контактна зона) и могат да бъдат особено силни от входната страна на челото на зъба. Ако видите точкови образувания в зона, по-тясна от половината на ширината на челото на зъба, вероятният фактор е контактният модел, дори ако е налице и претоварване.

Преди и по време на пускане в експлоатация след подмяна на счупен зъб: (1) Промийте обилно корпуса с чисто масло и го източете — не го доливайте само; (2) Огледайте визуално резбата на червячния вал за надраскване от удар или циркулиращи фрагменти — ако валът показва значителни повреди по резбата, сменете и вала; (3) При повторно сглобяване завъртете ръчно зъбния комплект през няколко пълни завъртания на колелото и се уверете, че няма метален контактен шум; (4) Напълнете с прясно масло до правилното ниво; (5) Започнете с натоварване 20% и задръжте за 30 минути, като същевременно наблюдавате температурата на корпуса; (6) Увеличете натоварването до 50% за 1 час, проверете отново температурата; (7) Потвърдете работа с пълно натоварване за 2 часа, преди да се върнете към производство.

Това почти сигурно е проблем с вискозитета на смазочния материал, а не с механична повреда. При ниски температури на околната среда, вискозитетът на стандартното минерално трансмисионно масло се увеличава драстично — минералното масло ISO VG 460 при 5°C може да има вискозитет 5–8 пъти по-висок от този при работна температура. Това високовискозно студено масло създава значително вискозно съпротивление, докато червячната резба се върти през него, а неравномерното съпротивление произвежда шум и вибрации. Ако шумът изчезне в рамките на 10–20 минути работа, докато маслото се загрява, самите зъбни колела не са повредени. Преминете към синтетично PAO ISO VG 220, което остава по-течно при ниски температури. Ако шумът не изчезне, докато задвижването загрява, или ако става все по-силен през седмици, независимо от температурата, проверете за абразивно износване или ранно образуване на точкова кора.