硬齿面减速机齿面点蚀擦伤与断齿的颗粒声音差异
硬齿面减速机齿面损伤时,点蚀、擦伤和断齿都会掉金属,但颗粒粗细和声音并不一样。细粉配逐渐加重的啮合啸叫,粗屑配反向冲击,要分开看。

硬齿面减速机齿面出了问题,油底能见到金属,箱体也能听到异响,但点蚀、擦伤和断齿并不是同一种损伤。点蚀是接触应力在次表面反复作用后剥落,颗粒细,声音是慢慢加重的啮合啸叫。擦伤是油膜破裂后齿面撕粘,颗粒呈片状,声音发毛并且箱体温度升得快。断齿是齿根弯曲应力超过限度,颗粒是块,声音是每转一次的敲击。
点蚀多从节线附近开始。那里接触应力高,滑动速度相对小,裂纹在硬化层下面萌生,扩展到齿面后剥出小坑。硬齿面减速机的油样里是细碎金属粉,滤网上一层灰亮的末,看不到大片。啮合频率上的振动幅值逐周增大,并在两侧长出边频,边频间隔等于轴的转频。这个过程以月计,不会在一次过载后的当天就布满齿面。
点蚀初期,硬齿面减速机的传动比和温升都可以仍接近正常,因为大多数齿面还在工作,只是局部接触变差。油位和油品若一直正确,点蚀仍可能因接触应力过高或齿面硬度层浅而出现。所以油是干净的旧油、颗粒却是细粉、啸叫逐周变大,应把齿面疲劳放在油膜突然破裂之前考虑。
擦伤是油膜破裂不是疲劳剥落
擦伤发生在滑动速度大的齿顶和齿根。齿面瞬时温度把油膜烧开,金属直接粘着再撕开,沿滑动方向留下粗糙的撕痕。硬齿面减速机这时的颗粒比点蚀粗,呈被拉长的薄片,油会迅速发暗、发臭。箱体在啮合区对应的部位温度跳升,而不是整台慢慢热。声音刺耳,不像点蚀那种有音调的啸叫。
新减速机磨合不足、润滑油黏度过低、没有极压添加剂,或一次启动时负荷远超额定,都会在几小时内造成擦伤。硬齿面减速机的齿面硬度虽高,硬对硬在没有油膜时照样撕粘。这和点蚀的时间尺度相反:点蚀需要大量接触次数,擦伤可以在一次缺油或一次过载里完成。看损伤是沿滑动方向撕开,还是在节线附近一个个小坑,两种表面就分开了。
擦伤以后齿面粗糙度变大,局部应力集中,后面可以再诱发点蚀。硬齿面减速机若先有一次高温、油发黑,随后才出现细粉和啸叫,顺序是擦伤在前、疲劳在后。只按点蚀去降负荷,而不更换已经失去极压性能的油,撕伤的齿面仍会继续掉片。
断齿带来的是整块金属和转频敲击
断齿从齿根圆角开始。弯曲应力在圆角处最大,裂纹沿齿根扩展,整齿或齿的一角脱落。硬齿面减速机的油里会出现肉眼可见的碎块,啮合啸叫被每转一次的敲击盖过。敲击的相位与断齿那根轴的转频一致,相邻的齿若被碎块硌伤,敲击会在几转之内加重。
冲击负荷、反复正反转、齿根圆角被加工刀痕切伤,都会促成断齿。它和点蚀的颗粒完全不同:点蚀是粉,断齿是块。和擦伤的声音也不同:擦伤是连续的粗糙噪声,断齿是有间隔的撞击。硬齿面减速机一旦听到与转速锁定的单次敲击,就不要再按油膜问题去添加添加剂,齿根已经断开或即将断开。
三种损伤可以先后出现在同一对齿上,但现场取样时仍能分开。细粉加啮合边频,是点蚀正在扩展。薄片加局部高温,是擦伤正在发生。碎块加转频敲击,是已经有齿脱离。硬齿面减速机的油样和频谱若只取一种,就会把另外两种漏掉。
把擦伤当成点蚀,会去降低接触应力却继续用已经稀掉的油,齿面当天还在撕。把点蚀当成断齿,会在只有细粉、齿根仍完整时整台报废。颗粒尺寸和声音是连续啸叫还是每转一敲,决定硬齿面减速机这一次该换油、修齿面,还是停机防止断齿进入下一对齿轮。
硬齿面减速机的点蚀、擦伤和断齿都会让油变脏、让箱子发响,机理却分别是次表面疲劳、油膜破裂后的粘着,以及齿根弯曲断裂。细粉对啸叫,薄片对急热,碎块对敲击,三组成对出现,不要合成一种“齿坏了”。油样里只有细粉而啸叫逐周加重时,硬齿面减速机仍处在点蚀扩展,不必按断齿整台拆开。只有碎块和转频敲击同时出现,才应立刻停止,避免断块进入下一对齿。