任红喜
周口女子职业中等专业学校 河南商水 466100
摘要：工业生产对我国国民经济的发展起着非常重要的作用，工业生产离不开机械设备，而在机械设备当中通常都有轴承和齿轮，这两种机械零件对机械设备的正常运转有着非常重要的作用，一旦出现失效问题将会对企业的正常生产造成不利影响。一般情况下，轴承和齿轮是机械设备当中损坏率比较高的零部件，而且造成其损坏和失效的原因也相对较多，维修人员只有对其失效原因有一个准确的了解，才能制定正确的维修方案，尽快排除轴承和齿轮的失效问题，从而保证生产工作的顺利开展。基于此，笔者对机械轴承和齿轮的失效原因及解决方案进行了分析。
关键词：机械轴承；齿轮失效
引言：工业机械当中轴承和齿轮失效是一种比较常见的机械故障，轴承失效的表现形式主要有以下几种，即接触疲劳失效、磨损失效、塑性变形和游隙变化失效、断裂失效、腐蚀失效等，齿轮失效包括表面疲劳失效、磨损失效、折断失效、塑性变形失效。为了解决机械轴承和齿轮失效问题，必须了解导致其失效的原因，同时还要做好设计工作、加强维修保养、采用先进的诊断方法，这样才能保证轴承和齿轮失效问题的快速解决。
1.轴承的失效原因及表现形式
1.1接触疲劳失效
这是一种比较常见的轴承失效形式，导致其出现的原因在于轴承表面在交变应力的影响下出现了裂纹，如果情况严重还有可能出现断裂的情况。初始阶段，交变应力只会导致其表面出现一些比较细小的裂纹，而随着其承受的交变应力变大，接触表面很可能出现剥落现象
1.2磨损失效
这种失效现象通常出现在轴承零件之间，机械设备正常运转的过程中，轴承零件之间必然会出现摩擦，长期摩擦就会导致磨损情况的出现，磨损会导致轴承的尺寸、形状发生变化，表面光滑度也会降低，同时轴承本身的旋转精度也会受到影响。虽然磨损失效不可避免，但是部分情况会加速磨损失效的出现。比如，轴承零件之间进入颗粒异物或磨屑，此时将会导致磨粒磨损失效；轴承接触部位有不正常的突起或软异物，使得轴承接触面受力不均出现局部过热现象，过热情况严重设置会出现焊合现象，导致黏着磨损失效。
1.3塑性变形和游隙变化失效
这两种轴承失效现象都是受到外界因素影响而产生的。轴承受到外力影响而出现局部变形，或者在温度影响下出现流动性塑性变形，如果塑性变形比较严重就会导致轴承失效现象的发生。轴承正常运转时，由于外界环境变化导致其本身的配合间隙出现变化，此时不仅其精度会相应降低，而且极易出现轴承与其配合部件咬死的问题，从而会导致游隙变化失效现象的出现。
2.齿轮的失效原因及表现形式
2.1磨损失效
磨损失效涉及的情况比较复杂，包括轻微磨损、过度磨损、腐蚀磨损、胶合磨损等情况。齿轮工作过程中，如果使用的润滑剂不好，或者是工作速度与其粗糙度不匹配，或者齿轮的工作载荷超出相应标准，都有可能导致其出现轻微磨损的情况；当齿轮的润滑程度处于临界状态时，如果其润滑系统中进入了污物或杂质，就很容易导致齿轮出现中等磨损的情况；当齿轮的润滑情况不好，而且密闭情况也不好时，机械设备很容易出现比较严重的振动情况，振动产生的冲击载荷容易导致齿轮出现过度磨损的情况。齿轮运行的过程中会进行齿间啮合，此时如果齿间出现异物或金属屑将会导致磨粒磨损的情况，而且此种情景出现在开始齿轮上时，磨粒磨损的情况将会更加严重。如果齿轮的正常工作环境受到影响，有可能使得齿轮材料发生相应的电化学反应，从而出现腐蚀磨损的情况。胶合磨损也是齿轮磨损当中的一种常见情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆胶合就是齿轮在工作状态下受到相应的压力影响，齿面出现黏着现象，在齿轮啮合的过程中齿面金属灰逐渐剥落，从而造成比较严重的胶合磨损。胶合磨损出现的主要原因就是齿轮润滑状况不好，不能符合实际工况要求，或齿轮啮合时存在比较轻微的干涉情况，此时容易发生轻微胶合磨损；齿轮啮合的过程中，如果齿面需要承受的应力过大或者是啮合速度太快，极易导致齿轮出现局部温度过高的情况，此时很容易发生破坏性的齿轮胶合磨损。
2.2疲劳失效
疲劳失效也是一种常见的齿轮失效问题。如果齿轮的材质不好，比如铸铁材质，或者齿轮表面不光滑有凹凸现象，一旦齿轮啮合出现过载情况，就会导致齿轮点蚀问题的出现；齿轮啮合过程中相关应力会有所增加，此时齿轮的滑动速度和方向很容易发生改变，从而影响润滑油膜的顺利形成，最终导致疲劳失效现象的出现；如果齿轮材料本身存在一定的缺陷，而且齿轮的材质相对比较硬，此时很容易在其齿面上形成疲劳裂纹，从而导致其出现表面疲劳失效的问题。
2.3塑性变形失效
如果齿轮的材料硬度不足，齿轮啮合时产生的接触应力就会比较高，同时齿轮的润滑状况也不好，就会导致齿轮塑性变形情况的出现。齿面塑性变形会导致齿面爬行情况的出现，齿轮的运转速度会相应降低并出现一定的振动，振动不稳就会导致鳞皱现象的发生。在重载工况下的蜗杆齿轮中，齿轮接触应力相对较大，如果润滑状况不好，齿轮的运转速度太慢就会导致起脊情况的发生。如果齿轮的润滑状况比较差，齿轮运转时的摩擦力增加，温度也会快速上升，此时很容易出现齿轮热塑变形的问题，而在载荷过大的情况下则容易出现冷塑变形的问题[1]。
3.机械轴承和齿轮失效的解决方案
3.1做好设计工作
通过对机械轴承和齿轮失效的表现和原因进行分析发现，磨损、腐蚀、疲劳都是造成其失效的一些主要因素。因此，设计人员在进行机械轴承和齿轮的设计时，需要综合考虑这些问题，通过科学合理的设计来尽量避免这些问题的发生，这是解决机械轴承和齿轮失效问题的有效方案。工业生产的过程中，机械设备有时需要承载比较大的工作负荷，因此进行轴承和齿轮设计时必须考虑这一问题，同时还要考虑到其工作环境的影响，选择最合适的制作材料，这样也能有效预防轴承和齿轮失效的问题。
3.2加强维护保养
在对机械轴承和齿轮失效原因进行分析的过程中发现，维护保养不到位是导致失效问题出现的一个重要因素。因此，在机械设备使用的过程中，应当做好相应的维护保养工作，这样不仅能够延长其寿命，而且还能提前发现一些潜藏的问题。机械设备维护保养人员应当定时对其进行维护保养和检修，包括对其进行润滑处理，清楚污物、异物等。在进行润滑处理时，应当使用质量好的润滑剂，这样才能保证润滑效果，并且改善轴承和齿轮的工作环境，减少环境中的水分影响，从而有效避免腐蚀磨损情况的发生。
3.3采用先进的诊断方法
想要快速解决机械轴承和齿轮的失效问题，必须要了解导致其失效的原因，而维修人员可以采用先进的诊断方法对其进行诊断，这样有助于其快速查找故障并发现故障原因，从而解决相关故障。
结论：
简而言之，工业生产的快速发展极大地推动了生产力的发展，而在此过程中各种工业机械的出现是促进工业生产快速发展的一个重要原因，因此工业企业必须加强对机械设备的管理和维护。在机械设备使用过程中经常出现轴承和齿轮失效的问题，如果不能及时解决将会影响工业生产的正常进行。本文分别对轴承和齿轮失效的表现形式和原因进行了分析，并且最终提出了相应的解决方案，希望能够帮助企业减少生产过程中的轴承和齿轮失效问题，从而保证其生产工作的顺利进行。
参考文献：
[1]袁双喜.煤矿机械轴承失效分析方法及预防措施[J].机械管理开发,2018,33(01):182-183.
论文作者:任红喜
论文发表刊物:《防护工程》2019年19期
论文发表时间:2020/3/3
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