เฟืองตัวหนอน การวินิจฉัยความล้มเหลว — โหมดทั้งห้า วิธีแยกแยะความแตกต่าง และความหมายของแต่ละโหมดสำหรับข้อกำหนดของคุณ

การสึกหรอที่มองเห็นได้ในแต่ละปีนั้นไม่ปกติสำหรับชุดเฟืองตัวหนอนที่กำหนดคุณสมบัติอย่างถูกต้องและใช้งานในอุตสาหกรรมทั่วไป ชุดเฟืองที่กำหนดคุณสมบัติและหล่อลื่นอย่างเหมาะสมควรมีการสึกหรอของด้านข้างฟันที่วัดได้ประมาณ 0.01–0.03 มม. ในระยะเวลาการทำงาน 5,000 ชั่วโมง ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะใช้เวลาหลายปีมากกว่าหลายเดือนก่อนที่จะต้องเปลี่ยน หากคุณต้องเปลี่ยนล้อเฟืองทุกปี แสดงว่าพารามิเตอร์การกำหนดคุณสมบัติอย่างน้อยหนึ่งอย่างผิดพลาด เช่น ความแตกต่างของความแข็ง ชนิดของสารหล่อลื่น การปนเปื้อนของสารหล่อลื่น หรือการใช้งานเกินกำลัง วิธีที่ถูกต้องคือไม่ควรยอมรับการเปลี่ยนทุกปีเป็นการบำรุงรักษาตามปกติ แต่ควรระบุกลไกการสึกหรอที่เร่งขึ้นและแก้ไข โดยการนับอนุภาคสึกหรอในตัวอย่างน้ำมันทุกๆ 500 ชั่วโมง จะแสดงให้เห็นว่าอัตราการสึกหรอคงที่ (ยอมรับได้) หรือเพิ่มขึ้น (ปัญหาที่ต้องแก้ไข)

ในระบบขับเคลื่อนที่กำหนดอย่างถูกต้อง เพลาจะเป็นพื้นผิวที่แข็งกว่าเสมอ และล้อจะเป็นพื้นผิวที่สึกหรอ รอยสึกหรอที่ด้านข้างเกลียวของเพลาถือว่าผิดปกติ และบ่งชี้ว่า (ก) มีการปนเปื้อนของสารกัดกร่อนที่กัดกร่อนทั้งสองด้านพร้อมกัน หรือ (ข) การกลับด้านของความแข็งที่แตกต่างกัน — เพลาไม่ได้ผ่านการชุบแข็งอย่างเพียงพอ ตรวจสอบความแข็งของเพลาด้วยเครื่องทดสอบ Rockwell แบบพกพา หากความแข็งของเพลาต่ำกว่าข้อกำหนด แสดงว่าเกิดความเสียหายจากความแตกต่างของความแข็ง ความเสียหายของเพลาโดยทั่วไปจะแสดงรอยสึกหรอเป็นทิศทางขนานกับเกลียว ในขณะที่ความเสียหายของล้อจะแสดงรอยขนานกับทิศทางการเลื่อนของหน้าฟัน

บางครั้งอาจเกิดขึ้นได้ แต่เงื่อนไขสำหรับการฟื้นตัวนั้นเฉพาะเจาะจง การเกิดหลุมกัดกร่อนในระยะเริ่มต้น — หลุมที่แยกจากกัน ยังไม่รวมกัน ไม่มีหลุมที่ลึกเกินประมาณ 0.5 มม. และจำกัดอยู่ในบริเวณแนวร่องฟัน — สามารถคงตัวได้หากลดภาระลงต่ำกว่าขีดจำกัดความล้าของเฮิรตซ์ ในทางปฏิบัติ หมายความว่าต้องลดแรงบิดลงเหลือประมาณ 60–70% ของค่าที่ทำให้เกิดหลุมกัดกร่อน โดยทั่วไปแล้ว การเกิดหลุมกัดกร่อนในระยะเริ่มต้นจะเป็นจุดเริ่มต้นของรอยแตกสำหรับความล้าจากการกัดกร่อนแบบต่อเนื่อง และอัตราการเกิดหลุมกัดกร่อนจะเร่งตัวขึ้น หากตรวจพบการเกิดหลุมกัดกร่อนในระยะเริ่มต้นระหว่างการตรวจสอบวิเคราะห์น้ำมันตามกำหนด ให้ใช้โอกาสนี้วางแผนการเปลี่ยนเกียร์ก่อนช่วงการบำรุงรักษาครั้งถัดไป — อย่ารอจนกว่าการเกิดหลุมกัดกร่อนจะกลายเป็นการแตกหักของฟันเฟือง

น้ำมันที่ถูกต้องคือ น้ำมันเกียร์แร่ ISO VG 220–460 หรือน้ำมันสังเคราะห์ PAO ที่ระบุไว้อย่างชัดเจนว่า 'เหมาะสำหรับเฟืองตัวหนอน' 'ใช้ได้กับบรอนซ์' หรือ 'เหมาะสำหรับโลหะสีเหลือง' การกำหนดเหล่านี้ยืนยันว่าสูตรไม่ประกอบด้วยสารเติมแต่งแรงดันสูงพิเศษ (EP) ที่มีกำมะถันเป็นส่วนประกอบ ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับทองแดงในเฟืองตัวหนอนบรอนซ์และทองเหลือง ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนของทองแดงซัลไฟด์ ปัญหานี้พบได้บ่อยในการวิเคราะห์ความล้มเหลว เนื่องจากน้ำมันเกียร์อุตสาหกรรมมาตรฐาน ซึ่งเป็นน้ำมันในคลังบำรุงรักษาสำหรับชุดเฟืองเกลียวในสายการผลิตเดียวกัน มักจะมีสารเติมแต่ง EP ที่มีกำมะถันเป็นส่วนประกอบ และเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับเฟืองเกลียว บุคลากรฝ่ายบำรุงรักษาที่เติมน้ำมันเฟืองตัวหนอนจากภาชนะเดียวกันกับที่ใช้สำหรับตัวลดเกียร์เกลียว จะนำสารเติมแต่ง EP เข้าไป ซึ่งจะเริ่มการกัดกร่อนบนเฟืองบรอนซ์ ควรติดฉลากชุดเฟืองตัวหนอนให้ชัดเจนด้วยข้อกำหนดน้ำมันที่ต้องการเสมอ

อย่าใช้งานไดรฟ์ต่อไปหากสงสัยว่าเกิดการเสียดสีอย่างรุนแรง การเสียดสีเป็นกลไกการยึดเกาะที่ทำงานด้วยความร้อนและมีลักษณะป้อนกลับเชิงบวก กล่าวคือ การเสียดสีแต่ละครั้งจะเพิ่มความหยาบของพื้นผิว ซึ่งจะเพิ่มอุณหภูมิเฉพาะจุดในบริเวณที่ฟันเฟืองสัมผัสกันในครั้งต่อไป ทำให้การเสียดสีเกิดขึ้นได้ง่ายขึ้น การพัฒนาจากร่องรอยการเสียดสีเริ่มต้นไปสู่ความเสียหายร้ายแรงอาจใช้เวลาหลายชั่วโมงถึงหลายวัน ขึ้นอยู่กับภาระ ความเร็ว และสภาพของสารหล่อลื่น หยุดไดรฟ์ ตรวจสอบระดับน้ำมัน ถ่ายน้ำมันออก และตรวจสอบเศษโลหะที่ฉีกขาด ตรวจสอบอุณหภูมิของตัวเรือน หากน้ำมันมีเศษโลหะจำนวนมากหรือตัวเรือนร้อน อย่าเริ่มใช้งานอีกครั้งจนกว่าจะตรวจสอบด้านข้างของฟันเฟืองและระบุสาเหตุที่แท้จริงได้

การกระจายตัวของหลุมกัดกร่อนบ่งบอกถึงสาเหตุ หลุมกัดกร่อนที่เกิดจากการรับน้ำหนักเกินมักจะกระจายตัวทั่วบริเวณสัมผัสของฟันส่วนใหญ่หรือทั้งหมด โดยมีความหนาแน่นของหลุมกัดกร่อนค่อนข้างสม่ำเสมอ เนื่องจากภาระกระจายไปทั่วฟันทุกซี่ และฟันทุกซี่ได้รับความเค้นเท่ากันเหนือขีดจำกัดความล้า ในทางตรงกันข้าม หลุมกัดกร่อนที่เกิดจากรูปแบบการสัมผัสที่ไม่ดี จะกระจุกตัวอยู่ในแถบแคบๆ ที่สอดคล้องกับบริเวณสัมผัสจริง (ซึ่งแคบกว่าบริเวณสัมผัสที่ออกแบบไว้) และอาจรุนแรงเป็นพิเศษที่ด้านทางเข้าของหน้าฟัน หากคุณเห็นหลุมกัดกร่อนในแถบที่แคบกว่าครึ่งหนึ่งของความกว้างหน้าฟัน รูปแบบการสัมผัสที่ไม่ดีน่าจะเป็นสาเหตุหลัก แม้ว่าจะมีภาระเกินอยู่ด้วยก็ตาม

ก่อนและระหว่างการเริ่มต้นทำงานหลังจากเปลี่ยนฟันเฟืองที่แตกหัก: (1) ล้างตัวเรือนด้วยน้ำมันสะอาดให้ทั่วและระบายออก — อย่าเติมน้ำมันเพิ่มเพียงอย่างเดียว; (2) ตรวจสอบเกลียวเพลาตัวหนอนด้วยสายตาว่ามีรอยขีดข่วนจากการกระแทกหรือเศษชิ้นส่วนที่ไหลเวียนอยู่หรือไม่ — หากเพลาแสดงความเสียหายของเกลียวอย่างมีนัยสำคัญ ให้เปลี่ยนเพลาด้วย; (3) เมื่อประกอบใหม่ ให้หมุนชุดเฟืองด้วยมือให้ครบหลายรอบและตรวจสอบว่าไม่มีเสียงโลหะกระทบกัน; (4) เติมน้ำมันใหม่ให้ได้ระดับที่ถูกต้อง; (5) เริ่มต้นที่โหลด 20% และคงไว้เป็นเวลา 30 นาทีในขณะที่ตรวจสอบอุณหภูมิของตัวเรือน; (6) เพิ่มโหลดเป็น 50% เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ตรวจสอบอุณหภูมิอีกครั้ง; (7) ยืนยันการทำงานที่โหลดเต็มที่เป็นเวลา 2 ชั่วโมงก่อนกลับไปใช้งานจริง

ปัญหานี้เกือบจะแน่นอนว่าเป็นปัญหาเกี่ยวกับความหนืดของสารหล่อลื่น ไม่ใช่ความเสียหายทางกลไก ที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำ ความหนืดของน้ำมันเกียร์แร่มาตรฐานจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก น้ำมันแร่ ISO VG 460 ที่อุณหภูมิ 5°C อาจมีความหนืดสูงกว่าที่อุณหภูมิใช้งานถึง 5-8 เท่า น้ำมันเย็นที่มีความหนืดสูงนี้จะสร้างแรงเสียดทานหนืดอย่างมากขณะที่เกลียวตัวหนอนหมุนผ่าน และแรงต้านที่ไม่สม่ำเสมอจะทำให้เกิดเสียงและแรงสั่นสะเทือน หากเสียงหายไปภายใน 10-20 นาทีหลังจากใช้งานไปสักพักเมื่อน้ำมันอุ่นขึ้น แสดงว่าเฟืองเองไม่ได้เสียหาย ให้เปลี่ยนไปใช้น้ำมันสังเคราะห์ PAO ISO VG 220 ซึ่งยังคงมีความเหลวมากกว่าที่อุณหภูมิต่ำ หากเสียงไม่หายไปหลังจากเครื่องอุ่นขึ้น หรือหากเสียงดังขึ้นเรื่อยๆ ในช่วงหลายสัปดาห์โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิ ให้ตรวจสอบการสึกหรอแบบเสียดสีหรือการเกิดหลุมก่อนกำหนด