Roda Gigi Cacing Diagnosis Kegagalan — Lima Mode, Cara Membedakannya, dan Arti Masing-masing Mode bagi Spesifikasi Anda

Keausan yang terlihat setiap tahun bukanlah hal normal untuk set roda gigi cacing yang spesifikasinya tepat dalam penggunaan industri normal. Set yang spesifikasinya tepat dan dilumasi dengan benar seharusnya menunjukkan keausan sisi gigi yang terukur sekitar 0,01–0,03 mm selama 5.000 jam operasi — biasanya bertahun-tahun, bukan berbulan-bulan, sebelum penggantian diperlukan. Jika Anda mengganti roda gigi setiap tahun, satu atau lebih parameter spesifikasi salah: perbedaan kekerasan, jenis pelumas, kontaminasi pelumas, atau kelebihan beban. Pendekatan yang benar bukanlah menerima penggantian tahunan sebagai perawatan normal, tetapi mengidentifikasi mekanisme keausan yang dipercepat dan memperbaikinya — penghitungan partikel keausan dalam sampel oli pada interval 500 jam akan menunjukkan apakah laju keausan stabil (dapat diterima) atau meningkat (masalah yang memerlukan intervensi).

Pada sistem penggerak yang spesifikasinya tepat, poros selalu merupakan permukaan yang lebih keras dan roda merupakan permukaan yang aus. Tanda-tanda keausan pada sisi ulir poros tidak normal dan menunjukkan (a) kontaminasi abrasif yang mengikis kedua permukaan secara bersamaan, atau (b) pembalikan perbedaan kekerasan — poros belum dikeraskan secara memadai. Periksa kekerasan poros dengan penguji Rockwell portabel. Jika kekerasan poros di bawah spesifikasi, kegagalan perbedaan kekerasan telah dikonfirmasi. Kerusakan poros biasanya menunjukkan tanda-tanda keausan searah yang sejajar dengan ulir heliks, sedangkan kerusakan roda menunjukkan tanda-tanda yang sejajar dengan arah geser permukaan gigi.

Terkadang, tetapi kondisi pemulihannya spesifik. Pengikisan awal—kawah terisolasi yang belum menyatu, tidak ada kawah yang lebih dalam dari sekitar 0,5 mm, terbatas pada area garis pitch—dapat stabil jika beban dikurangi hingga di bawah batas kelelahan Hertz. Dalam praktiknya, ini berarti mengurangi torsi hingga sekitar 60–70% dari nilai yang menyebabkan pengikisan. Lebih umum, pengikisan awal menyediakan lokasi inisiasi retak untuk kelelahan pengikisan progresif, dan laju pengikisan meningkat. Jika pengikisan terdeteksi sejak dini selama tinjauan analisis oli terjadwal, gunakan kesempatan tersebut untuk merencanakan penggantian roda gigi sebelum interval perawatan berikutnya—jangan menunggu hingga pengikisan menjadi peristiwa patah gigi.

Oli yang tepat adalah oli roda gigi mineral ISO VG 220–460 atau oli sintetis PAO yang secara khusus dijelaskan sebagai 'cocok untuk roda gigi cacing,' 'kompatibel dengan perunggu,' atau 'cocok untuk logam kuning.' Penunjukan ini menegaskan bahwa formulasi tersebut tidak mengandung aditif Tekanan Ekstrem (EP) berbasis sulfur — yang bereaksi dengan kandungan tembaga pada roda gigi cacing perunggu dan kuningan untuk membentuk produk korosi tembaga sulfida. Masalah ini sering muncul dalam analisis kegagalan karena oli roda gigi industri standar — oli di gudang perawatan untuk rangkaian roda gigi heliks pada jalur produksi yang sama — biasanya mengandung aditif EP berbasis sulfur dan sepenuhnya sesuai untuk roda gigi heliks. Personil perawatan yang mengisi ulang penggerak roda gigi cacing dari wadah yang sama yang mereka gunakan untuk reduktor roda gigi heliks memasukkan aditif EP yang memulai serangan korosif pada roda perunggu. Selalu beri label penggerak roda gigi cacing dengan jelas dengan spesifikasi oli khusus yang dibutuhkan.

Jangan terus menjalankan drive yang diduga mengalami gesekan aktif. Gesekan adalah mekanisme adhesi yang diaktifkan secara termal dengan karakter umpan balik positif — setiap kejadian gesekan meningkatkan kekasaran permukaan, yang meningkatkan suhu lokal pada kontak mesh berikutnya, yang membuat gesekan lebih lanjut menjadi lebih mudah. ​​Perkembangan dari tanda gesekan awal hingga kegagalan katastropik dapat memakan waktu berjam-jam hingga berhari-hari tergantung pada beban, kecepatan, dan kondisi pelumas. Hentikan drive, periksa level oli, kuras oli dan periksa adanya serpihan logam yang robek, periksa suhu housing. Jika oli menunjukkan serpihan logam yang signifikan atau housing panas, jangan dihidupkan kembali sampai sisi gigi diperiksa dan penyebab utamanya diidentifikasi.

Distribusi kawah pitting menceritakan kisahnya. Pitting yang disebabkan oleh beban berlebih cenderung tersebar di seluruh pita kontak sebagian besar atau semua gigi, dengan kepadatan kawah yang kurang lebih seragam — beban didistribusikan ke seluruh gigi, dan semua gigi mengalami tekanan yang sama di atas batas kelelahan. Sebaliknya, pitting yang disebabkan oleh pola kontak yang buruk terkonsentrasi dalam pita sempit yang sesuai dengan zona kontak sebenarnya (yang lebih sempit daripada zona kontak desain), dan mungkin sangat parah di sisi masuk permukaan gigi. Jika Anda melihat pitting dalam pita yang lebih sempit dari setengah lebar permukaan gigi, pola kontak kemungkinan besar menjadi penyebabnya meskipun beban berlebih juga ada.

Sebelum dan selama pengoperasian setelah penggantian gigi yang patah: (1) Bilas rumah secara menyeluruh dengan oli bersih dan tiriskan — jangan hanya menambahkan; (2) Periksa ulir poros cacing secara visual untuk melihat adanya goresan akibat benturan atau serpihan yang beredar — jika poros menunjukkan kerusakan ulir yang signifikan, ganti juga poros tersebut; (3) Saat perakitan kembali, putar set roda gigi secara manual beberapa putaran penuh dan pastikan tidak ada suara kontak logam; (4) Isi dengan oli baru hingga level yang tepat; (5) Mulai pada beban 20% dan tahan selama 30 menit sambil memantau suhu rumah; (6) Tingkatkan beban menjadi 50% selama 1 jam, periksa suhu lagi; (7) Pastikan pengoperasian beban penuh selama 2 jam sebelum kembali ke produksi.

Ini hampir pasti merupakan masalah viskositas pelumas, bukan kerusakan mekanis. Pada suhu lingkungan rendah, viskositas oli roda gigi mineral standar meningkat secara dramatis — oli mineral ISO VG 460 pada suhu 5°C mungkin memiliki viskositas 5–8 kali lebih tinggi daripada pada suhu operasi. Oli dingin dengan viskositas tinggi ini menciptakan hambatan viskositas yang signifikan saat ulir cacing berputar melewatinya, dan hambatan yang tidak merata menghasilkan kebisingan dan getaran. Jika kebisingan hilang dalam 10–20 menit setelah mesin berjalan saat oli menghangat, roda gigi itu sendiri tidak rusak. Beralihlah ke oli sintetis PAO ISO VG 220 yang tetap lebih cair pada suhu rendah. Jika kebisingan tidak hilang saat mesin memanas, atau jika kebisingan semakin keras selama berminggu-minggu tanpa memperhatikan suhu, periksa kemungkinan keausan abrasif atau pitting dini.