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尼龙齿轮吸湿后尺寸变大,侧隙会消失

尼龙齿轮吸湿后尺寸变大,侧隙会消失
作者:云获客 来源: 技术分享 26 次浏览

尼龙齿轮吸湿后齿厚变大,设计时留下的侧隙被胀满,啮合变紧。这和温度升高造成的短暂膨胀不是同一时间尺度。

尼龙齿轮吸湿后尺寸变大,侧隙会消失

尼龙能够吸收空气或水里的水分,分子链之间被水撑开,体积膨胀。齿轮吸湿以后齿厚变大,齿槽变窄,原来留出的侧隙被胀满,啮合变紧,甚至转不动。这是材料吸水造成的尺寸变化,不是加工时齿厚突然超差。侧隙消失若与环境湿度或接触水的时间一致,就要先考虑吸湿。齿厚是后来变大的,不是加工当时就超差。

吸水把齿厚胀大

干燥的尼龙齿轮刚装上时侧隙正常,运转或存放一段时间后逐渐变紧。吸湿是一个较慢的过程,厚齿比薄齿更慢,整齿都胀,不只是齿面一层。测量齿厚或公法线,会比干燥时的记录大,中心距并没有变。把齿轮拆下烘干,尺寸会回落,侧隙又能出现,这是吸湿和加工超差最清楚的差别。烘干后尺寸不回落,才需要改刀。

侧隙消失以后,齿面挤压发热,磨损和噪声随之上升,严重时电机堵转。这些都是胀大以后的后果,不是侧隙消失的原因。只加润滑脂,挤紧的齿仍然没有空隙,发热还会继续。要恢复的是齿厚所占的空间,或者改用已经吸湿稳定的齿轮重新留出侧隙。

尼龙在干燥时偏脆,吸湿后变韧,尺寸变大的同时韧性也变了。只注意到不断裂、没注意到侧隙没了,齿轮会在胀紧状态下继续磨损。验收尺寸若按完全干燥的状态测量,装到潮湿车间就会胀出侧隙。应按工作环境里达到平衡吸湿后的尺寸来留间隙,而不是按刚开封的干齿。

受热变大和加工超差不是吸湿

温度升高也会使尼龙膨胀,但跟得上温度变化,冷却后很快缩回,侧隙随之恢复。吸湿造成的胀大在温度回到原来以后仍然存在,要靠干燥才会慢慢减小。停机冷却后仍然转不动,就不是单纯的热膨胀。运转中发热、一停就松,才要去查散热和载荷,而不是把齿轮烘干。

加工超差是齿厚从第一圈就大,干燥环境里也没有侧隙,烘干不会变小。吸湿是起初有侧隙,放置或接触水之后才消失。对照入库时的测量和胀紧时的测量,尺寸是后来才大的,就是吸湿或受热;从来就大,就是加工或中心距不对。中心距偏小会让金属齿轮也同样变紧,尼龙是否吸湿都一样。

中心距被箱体膨胀或轴承磨损改变时,侧隙变化与尼龙是否浸水无关。金属齿轮副若在同一箱体里也变紧,问题在中心距。只有尼龙齿轮变紧、与它啮合的金属齿轮齿厚未变,才是尼龙自己胀了。测量两个齿轮各自的齿厚,就能把材料吸湿和箱体变形分开。

水淋、清洗和凝露会加快吸湿,胀大来得比在普通空气里快。齿轮若只在每次冲洗之后变紧,烘干后又好转,原因就是接触了水。改密封、避免直接水淋,比反复拆齿轮烘干更有效。已经胀紧并磨损的齿,烘干后尺寸回落,但磨掉的齿厚不会回来,侧隙可能变得过大。磨损已经改变齿厚时,烘干只能恢复吸湿的那一部分。

设计时若按干态齿厚把侧隙留得很小,吸湿后必然挤死。留侧隙要计入从干态到工作湿度的膨胀量。已经加工完的干齿,可以在装配前放到接近工作湿度的环境里稳定,再复测齿厚。装上干齿、指望运转中自己磨出侧隙,磨出来的是齿面损伤,不是正常间隙。

吸湿稳定之后,尼龙尺寸会在一个范围内波动,不会无限胀大。侧隙按饱和吸湿来留,潮湿季节才不会消失。若齿轮在远未饱和时就已经挤死,不是湿度估计偏高,而是原始侧隙太小,或齿厚加工已经偏上限。把两种余量分开,才不会把加工超差记到材料吸水上。

尼龙齿轮吸湿后尺寸变大,侧隙会消失,过程较慢,烘干可以回落。受热膨胀停机就缩回,加工超差则从一开始就紧。先看变紧是不是随湿度或浸水出现,再决定烘干、改侧隙,还是改中心距和齿厚。冷却后仍然挤死,就可以把单纯的热膨胀排除。湿度升高而温度不变时齿厚仍会增加,这才是吸湿。烘干要连齿根一起干透,只烘干齿面,心部水分还会再把齿厚胀大。