Proč je analýza poruch důležitá před objednáním náhrady

Instalace náhrady spirálové ozubené kolo do převodovky, která selhala, bez předchozí diagnostiky příčiny selhání téměř zaručuje opakovanou poruchu ve stejném nebo kratším servisním intervalu. Náhradní ozubené kolo je identické s originálem – pokud originál selhal po 18 měsících kvůli kontaminaci převodového oleje vodou, náhradní ozubené kolo selže také po 18 měsících. Pokud originál selhal kvůli nedostatečné šířce čelní plochy (ε_β < 1) způsobující zatížení hran, srovnatelné náhradní kolo selže identicky. Správná analýza poruchy identifikuje, zda náhradní ozubené kolo potřebuje jinou specifikaci, zda je nutné vyměnit mazání, zda je nutné opravit těsnění nebo zda je nutné před instalací nového ozubeného kola opravit problém se souosostí stroje.

Korea Ever-Power nabízí vedle reverzního inženýrství i službu analýzy poruch: odesílání chybných ozubené kolo se spirálovým řezem pro vizuální a metalografickou kontrolu a před objednáním náhrady obdržíte zprávu o poruchovém režimu s příčinou poruchy a doporučením specifikace. Projděte si sortiment šikmých ozubených kol pro specifikace náhrady.

Korozivní koroze – únava povrchu v důsledku kontaktu, nejčastější porucha šikmého ozubeného kola

Tvrdý bok zubu cementovaný spirálové ozubené kolo — povrch s tvrdostí HRC 58–62 odolává důlkovým tvorbě, pokud je mazací film dostatečný. Důlkové tvorbě začíná na linii rozteče, kde je film EHL nejtenčí a kluzná rychlost nejnižší, a v raných stádiích se obvykle projevuje jako malé polokulové krátery o průměru 0,1–1,0 mm

Důlková rýha: Vizuální charakteristiky a umístění

Důlková tvorba je únava povrchu – drobné trhlinky vznikají na povrchu boku zubu nebo těsně pod ním a šíří se pod cyklickým Hertzovým kontaktním napětím, dokud se malý fragment neoddělí a nezanechá zhruba polokulový kráter („důlka“). Důlková tvorba v spirálové ozubené kolo má tři charakteristické rysy umístění a vzhledu:

• Umístění: K důlkování dochází převážně na nebo mírně pod čárou rozteče – v místě na boku zubu, kde je vrstva EHL nejtenčí (nejnižší kluzná rychlost, minimální tloušťka vrstvy) a Hertzovo kontaktní napětí je nejvyšší. V jednom spirálové ozubené kolo, jámy se koncentrují blízko středu šířky plochy, kde je kontaktní vzor nejhustší; na jednom konci plochy, pokud odchylka stoupání (nesprávné zarovnání) způsobuje zatížení hrany.
• Postup: Počáteční důlky (o průměru 0,1–0,3 mm) mají polokulový tvar s hladkým povrchem v důsledku šíření únavové trhliny. S pokračujícím důlkováním se sousední důlky shlukují do odlupování – větších, nepravidelných kráterů s drsnějším povrchem. Odlupování se po zahájení rychle zrychluje, protože drsná odlupující oblast narušuje EHL film sousedních zubů.
• Rozlišování progresivního a destruktivního pittingu: Postupné (přijatelné) důlkové koroze vytváří korozi, která se po počáteční době záběhu zastaví – drsný povrch přerozdělí zatížení do mírně širší kontaktní zóny a film EHL se obnoví. Destruktivní důlková koroze se dále šíří a odlupující se oblasti rostou. Pokud důlková koroze při další kontrole stále roste, nezastaví se bez změny hlavní příčiny.

Základní příčiny důlkové koroze v šikmých ozubených kolech

Mikrokorozní důlková tvorba – jemnoměřítková únava předcházející úplné korozní důlkové tvorbě

Mikrokorozní důlková důlka (v různých průmyslových normách nazývaná také šedé skvrny, ojínění nebo korozní únava) je jemnozrnný způsob poškození povrchu, který v mnoha případech předchází úplné korozní důlkové ... spirálové ozubené kolo selhání. Mikrodůlky jsou krátery o průměru 10–100 µm – příliš malé na to, aby byly viditelné jednotlivě pouhým okem, ale vytvářejí charakteristický matně šedý vzhled na boku zubu v oblasti roztečné čáry. Pod optickým mikroskopem ×20 nebo SEM ukazuje zóna mikrodůlků hustou řadu drobných kráterů s hranami, jasně odlišných od leštěného přilehlého povrchu.

Mikrodůlky se tvoří, když je specifický poměr tloušťky filmu λ v rozmezí 0,4–1,0 – jde o režim smíšeného mazání, kde dochází k občasnému kontaktu s drsností, ale plný kontakt kov-kov se ještě nevyvinul. Mikrodůlky se postupně slévají a prohlubují a po typicky 10⁷–10⁸ kontaktních cyklech přecházejí do makrodůlků. Mikrodůlky jsou obzvláště časté u broušených materiálů. šikmá ozubená kola během prvních 200–500 hodin provozu (záběhu), po kterém se drsnost povrchu sníží, film EHL se obnoví a mikrokoroze se zastaví. Pokud mikrokoroze pokračuje i po uplynutí doby záběhu, naznačuje to nevhodné mazivo pro dané provozní podmínky.

Oděrky (Hodnocení) — Katastrofický filmový rozklad

Oděrky: Vizuální charakteristiky a rychlý postup

Oděr je mechanismus adhezního opotřebení v šikmá ozubená kola k čemuž dochází, když se film EHL zcela zhroutí a boky zubů se svaří v místě nerovných kontaktů pod teplotou blesku generovanou kluzem. Svary se trhají, když se povrchy zubů pohybují vůči sobě navzájem, čímž vznikají charakteristické lineární rýhy ve směru kluzu napříč bokem zubu. Odírání v spirálové ozubené kolo se objevuje jako:

• Umístění: Špička zubu a kořen zubu (kde je kluzná rychlost nejvyšší a vrstva EHL je nejtenčí). Samotná roztečná čára je obvykle bez oděru, protože kluzná rychlost je v tomto bodě nulová. Tento charakteristický vzorec umístění odlišuje oděr od důlkové koroze.
• Vzhled: Nepravidelný, drsný povrch se směrovými vrypy ve směru kluzu. Povrch se jeví spíše roztrhaný než hladce důlkový. Přenos materiálu z jednoho ozubeného kola na druhé je často viditelný – světlé kovové přenosové skvrny na povrchu jednoho zubu, odpovídající tmavé oděrkové zóny na dosedací ploše.
• Postup: Oděr je rychlý a katastrofální. Jakmile k němu dojde, drsný odřený povrch zničí vrstvu EHL na všech následných kontaktech zubů, což urychlí oděr po celé ploše zubu během několika hodin. Neexistuje žádná „tolerovatelná“ úroveň oděru – jakýkoli náznak rýhování vyžaduje okamžité zastavení stroje a výměnu ozubeného kola.

Základní příčiny a prevence

K odírání dochází, když teplota boku zubu překročí kritickou hodnotu, při které se již nemůže tvořit mazací film. Přispívající faktory: nesprávný stupeň viskozity maziva (příliš nízká pro provozní otáčky), převodový olej při vysoké teplotě (nad 90 °C v olejové vaně), nedostatečný obsah EP aditiv pro specifický pár materiálů zubů ozubeného kola, velmi vysoká rychlost na ose zubů v kombinaci s nedostatečným průtokem oleje do záběru a nedostatečný záběh (nová ozubená kola při plném zatížení od studeného startu). Prevence: používejte správně specifikovaný stupeň oleje s ověřeným obsahem EP aditiv (potvrzeno zkouškou odírání FZG stupeň ≥ 12); zajistěte dostatečný průtok oleje; dodržujte postup záběhu výrobce pro nová ozubená kola; u vysokorychlostních aplikací nad 25 m/s nepřetržitě sledujte teplotu olejové vany.

Zlomenina kořene zubu – únava z ohybu vs. zlomenina nárazem

Geometrie kořene zubu – lomy začínají v bodě nejvyššího ohybového napětí v zaoblení kořene. Únavový lom v ohybu vykazuje postupnou zónu růstu trhliny ve tvaru plážových známek; lom nárazem vykazuje čistý křehký lomový povrch bez plážových známek.

Lom z únavy v ohybu – postupný růst trhliny

Lom z únavy v ohybu spirálové ozubené kolo Zub začíná na tahové straně zaoblení kořene zubu (strana, ze které se zub pod zatížením ohýbá) a s každým zatěžovacím cyklem se postupně šíří. Lomová plocha má charakteristické „plážové stopy“ – soustředné zakřivené čáry viditelné pouhým okem, které označují polohu čela trhliny v různých fázích šíření. Zóna růstu trhliny je obvykle hladká a konkávní; konečná lomová zóna (kde zbývající průřez zubu nebyl dostatečný k unesení zatížení a okamžitě se zlomil) je drsná a může vykazovat šípové stopy nebo říční linie označující směr konečného šíření lomu. Plážové stopy jednoznačně identifikují únavový lom – jsou přítomny u únavových lomů a chybí u impaktních lomů.

Zlomenina nárazem – jednorázové přetížení

Zlomenina způsobená nárazem v spirálové ozubené kolo K lomu zubu dochází, když jednorázové zatížení překročí mez pevnosti v ohybu zubu – obvykle se jedná o vstupní ráz (zákus válcovací stolice, zákus drtiče), úder hydraulickým kladivem nebo pád zatížení. Lomová plocha je rovnoměrně drsná bez otisků trhlin; šípové vzory na lomové ploše naznačují směr šíření trhliny od kořenového zaoblení. Rázový lom je častější u indukčně kalených ozubených kol (kde mělká kalená zóna nad houževnatým jádrem dokáže absorbovat většinu rázových zatížení) než u cementovaných ozubených kol (kde hranice mezi pouzdrem a jádrem vytváří potenciální koncentraci napětí při nárazu).

Abrazivní opotřebení – poškození povrchu ozubeného kola v důsledku kontaminace olejem

Abrazivní opotřebení v šikmá ozubená kola Rovnoměrně odstraňuje materiál z boků zubu – jak z adendu, tak z dedendu, nikoliv koncentrovaný v oblasti rozteče zubů jako u důlkové koroze – řezným a drážkovacím působením tvrdých částic suspendovaných v převodovém oleji. Opotřebované povrchy vykazují směrové škrábance ve směru kluzu a profil zubu se postupně odchyluje od původní evolventy, jak je materiál neustále odstraňován. Zpráva analyzátoru ozubeného kola opotřebovaného ozubeného kola ukazuje rostoucí odchylku profilu v průběhu následných kontrol.

Pro spirálové ozubené kolo Pohony v prašném prostředí: udržujte třídu čistoty ISO na úrovni ISO 16/14/11 nebo nižší (podle ISO 4406) pravidelnou filtrací oleje (plnoprůtokový filtr s absolutní jemností 10 µm) a odběrem vzorků oleje. V těžebním a venkovním prostředí, kde je obtížné udržet integritu těsnění, zvyšte frekvenci filtrace a odběru vzorků oleje – u kritických pohonů měsíčně, u standardních pohonů čtvrtletně.

Stručný přehled diagnostiky poruchových režimů

Když náhradní šikmé ozubené kolo vyžaduje jinou specifikaci

Způsob selhání originálu spirálové ozubené kolo přímo určuje, zda náhrada vyžaduje změnu specifikace. Tři režimy selhání téměř vždy vyžadují aktualizaci specifikace spíše než náhradu za podobný produkt:

Korea Ever-Power — Analýza poruch a specifikace náhrady

Služba analýzy poruch společnosti Korea Ever-Power přijímá opotřebované nebo vadné ozubená kola se šroubovicovým řezem pro vizuální kontrolu, měření analyzátorem ozubených kol a metalografickou analýzu řezu (přechod tvrdosti, ověření hloubky pouzdra, posouzení toku zrna). Zpráva o kontrole identifikuje způsob selhání, pravděpodobnou příčinu a zda náhradní ozubené kolo vyžaduje změnu specifikace (jiný materiál, třída přesnosti, zaoblení stoupání nebo provozní faktor). Jako přímý výrobce šikmých ozubených kolSpolečnost Korea Ever-Power může náhradní ozubené kolo vyrobit ihned po potvrzení specifikace – bez dodatečných zpoždění spojených se zasíláním výsledků analýz samostatnému výrobci.

Často kladené otázky

Střihač: Cxm