Можливі причини відмови

Причинами виходу черв'ячної передачі з ладу можуть бути наступні:

1. Поломка зубів черв'ячного колеса або, у рідше поломка витків черв'яка (рис. 2).

 

 

Рисунок 2 - Черв'як з поламаними витками

Даний вид ушкодження може відбутися в результаті утворення й росту втомної тріщини, яка виникла при роботі передачі з навантаженнями, що перевищують границю витривалості матеріалу. Відомі також випадки, коли поломка відбувалася в момент неприпустимо великого короткочасного перевантаження передачі (наприклад, при пуску).

2. Втомне викрашування робочих поверхонь зубів черв'ячного колеса (рис. 3), поява раковин і тріщин на поверхні витків цементованных, а також загартованих черв'яків.

 

Рисунок 3 - Викрашування робочих поверхонь зубців черв'ячного колеса

 

Основною причиною викрашування є контактні напруження, що перевищують границю контактної витривалості металу для даного числа циклів напружень. Спостерігається воно переважно в зубців черв'ячних коліс зі сплавів з відносно низькою контактною витривалістю й з підвищеними антизадирними властивостями.

Причиною появи поверхневих тріщин на бічних сторонах загартованих, а також цементованих і загартованих черв'яків можуть бути локалізований контакт (концентрація напружень), місцеве короткочасне підвищення температури в поверхневих шарах матеріалу через недостатнє змащення й ін. Тріщини можуть з'явитися як наслідок дії технологічних дефектів, наприклад, через малу міцність загартованого шару, виникнення «припалів» при шліфуванні.

Утворення тріщин, що супроводжується відшаровуванням матеріалу робочих поверхонь витків цементованих черв'яків (рис. 4), є результатом високих дотичних напружень, зона максимуму яких виявляється нижче навуглецьованного й загартованого шару.

 

Рисунок 4 - Відшаровування матеріалу робочих поверхонь витків черв'яка

 

Зношування зубців черв'ячного колеса в окремих випадках відбувається через недостатню чистоту масла (абразивне зношування) або підвищеної шорсткості поверхні витків значно більш твердого черв'яка.

У більшості випадків черв'ячні передачі виходять із ладу через зношування зубців черв'ячного колеса, що обумовлено заїданням робочих поверхонь черв'ячної пари. Слід зазначити, що зношуються, хоча й у меншому ступені, витки черв'яка (рис. 5).

 

Рисунок 5- Зношені витки цементованого й загартованого черв'яка зі слідами втомного викришування

 

Заїдання може протікати у вигляді натира, тобто в м'якій формі, викликаючи поступове зношування зубів, що супроводжується «намазуванням» бронзи на черв'як. При цій формі заїдання черв'ячна передача може ще працювати деякий час.

Якщо натир виникає з першого моменту роботи передачі, те не виключено, що він потім припиниться внаслідок приробляння й поширення плями контакту на всю бічну поверхню зуба черв'ячного колеса.

Значно більш важкою формою заїдання є задир робочих поверхонь черв'ячної пари. При задирі різко підвищується коефіцієнт тертя в зачепленні, і якщо не знизити навантаження, то за короткий проміжок часу відбувається повне зношування зубів.

Для виникнення заїдання, крім більших контактних напружень на вершинах гребінців нерівностей, необхідно, щоб хоча б на частині поверхні контакту мало місце граничне тертя.