基于铁谱分析和残余应力的齿轮磨损过程探究

发布时间：2019-10-29 16:32

【摘要】：对高可靠性寿命的两齿轮副先后进行齿轮运转试验。首先,在第一对齿轮副运转过程中对齿轮润滑油样本进行铁谱分析,得到不同类型磨粒和总磨粒浓度随时间变化曲线,据此区分齿轮不同的磨损阶段;之后,在第二对齿轮副运转时对不同磨损阶段齿面残余应力检测,得到齿面残余应力变化趋势;最后,结合不同磨粒浓度和残余应力变化对齿轮不同运转阶段的磨损特性进行分析。结论:齿轮跑合阶段以滑动磨损为主,且跑合有助于残余压应力的形成;正常磨损阶段,各类型磨损和残余应力变化范围较小;剧烈磨损阶段,疲劳颗粒浓度上升明显,残余应力下降。该结论为研究齿轮磨损机理提供一定的参考。
【图文】：

以上，因此，理论上可以近似认为两对齿轮的寿命相同，磨损过程相同，齿轮参数，如表1所示。表1齿轮参数Tab.1GearDesignParameters齿轮参数主动轮从动轮齿数z3030模数m/mm44压力角α/°2020齿宽b/mm2020ha*1ca*0.252.1试验设备2.1.1齿轮运转试验台试验使用机械功率流封闭式齿轮试验机，此类型试验台可以节省功率和能耗[8]，如图1所示，最大转矩为2000N/m，最大转速为1700r/min试验润滑油采用某型中载荷工业齿轮油，该试验台架为新型台架，各组件加工精度等级高，提高了安装精度。转矩输入副齿轮箱主齿轮箱联轴器图1齿轮试验台架示意图Fig.1GearTestBench2.1.2铁谱分析仪器运用铁谱分析的方法可更加直观的研究齿轮磨损过程[5-7]，而且试验结果更加贴近真实的磨损过程。试验采用某型磁式铁谱分析仪，如图2所示，此仪器可以统计油液中总磨粒的浓度，同时试验人员可以通过铁谱显微镜，观察油液中的粒子，根据某磨粒图谱和参考文献，可以对颗粒进行分类：滑动磨损、磨粒磨损和疲劳点蚀颗粒，进而人工大致统计各类型磨粒的所占的比例，存在一定的误差，但可以预测磨损趋势。图2铁普分析仪和微粒显微镜Fig.2FerrographyMachineandMicroscope2.1.3残余应力检测仪采用某型残余应力分析仪，如图3所示，满足最新欧盟标准EN15305-2008和美国标准ASTME915-10，采用完整的应力方程和椭圆拟合方法，利于保证检测齿面残余应力的精度。图3残余应力分析仪Fig.3ResidualStressAnalysisMachine2.2试验方案2.2.1第一次齿轮运转试验和铁普分析对于第一对进行运转的齿轮，在运转过程中要不定期的在齿轮箱中取样，之后利用铁普分析仪对油液中的颗粒进行分析，得出磨粒浓度变化，并通过铁普显微镜观察得到不同的?

ca*0.252.1试验设备2.1.1齿轮运转试验台试验使用机械功率流封闭式齿轮试验机，此类型试验台可以节省功率和能耗[8]，如图1所示，最大转矩为2000N/m，最大转速为1700r/min试验润滑油采用某型中载荷工业齿轮油，该试验台架为新型台架，各组件加工精度等级高，提高了安装精度。转矩输入副齿轮箱主齿轮箱联轴器图1齿轮试验台架示意图Fig.1GearTestBench2.1.2铁谱分析仪器运用铁谱分析的方法可更加直观的研究齿轮磨损过程[5-7]，而且试验结果更加贴近真实的磨损过程。试验采用某型磁式铁谱分析仪，如图2所示，此仪器可以统计油液中总磨粒的浓度，同时试验人员可以通过铁谱显微镜，观察油液中的粒子，根据某磨粒图谱和参考文献，可以对颗粒进行分类：滑动磨损、磨粒磨损和疲劳点蚀颗粒，进而人工大致统计各类型磨粒的所占的比例，存在一定的误差，但可以预测磨损趋势。图2铁普分析仪和微粒显微镜Fig.2FerrographyMachineandMicroscope2.1.3残余应力检测仪采用某型残余应力分析仪，，如图3所示，满足最新欧盟标准EN15305-2008和美国标准ASTME915-10，采用完整的应力方程和椭圆拟合方法，利于保证检测齿面残余应力的精度。图3残余应力分析仪Fig.3ResidualStressAnalysisMachine2.2试验方案2.2.1第一次齿轮运转试验和铁普分析对于第一对进行运转的齿轮，在运转过程中要不定期的在齿轮箱中取样，之后利用铁普分析仪对油液中的颗粒进行分析，得出磨粒浓度变化，并通过铁普显微镜观察得到不同的磨粒所占的比例。2.2.2第二次齿轮运转试验和残余应力对于第二次齿轮运转试验，在运转过程中，根据磨粒浓度的变化规律，对试验台不定时的停机，检查齿面的残余应力，以此得到不同的运转阶段的齿面的残余应力的变化，为分析?
【作者单位】： 烟台职业学院汽车工程系;上汽通用东岳动力总成有限公司质量部;
【基金】：烟台职业学院校本重点项目(2016XBZD004)
【分类号】：TH132.41

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本文编号：2553584