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許多齒輪都可以使用塑料作為原材料來加工,包括:正齒,傘齒和蝸輪
在確定塑料齒輪是否適合特定應(yīng)用時(shí),關(guān)鍵的因素是環(huán)境。塑料的尺寸穩(wěn)定性不及金屬,它們的強(qiáng)度和剛性的特性嚴(yán)重依賴于溫度,并可能因暴露于水或化學(xué)物質(zhì)中而改變(水分會(huì)導(dǎo)致許多塑料材料膨脹,化學(xué)暴露可能導(dǎo)致它們收縮或膨脹,這取決于化學(xué)物質(zhì)和塑料。)
塑料齒輪和金屬齒輪在負(fù)載下其接觸類型也是不同的。金屬齒輪主要是線接觸,一次嚙合一個(gè)齒。但塑料輪齒具有在負(fù)載下變形的漸開線表面,將接觸壓力分布在較大表面上并允許相鄰齒之間的接觸。這提供了齒輪之間的負(fù)載分配,并且有助于在某些應(yīng)用中改進(jìn)塑料齒輪的使用壽命,特別是那些具有高沖擊載荷和相對(duì)較低連續(xù)載荷的應(yīng)用。
較輕質(zhì)量的塑料齒輪意味著它們的慣性比與其相對(duì)的金屬齒輪要低,這對(duì)于航空航天和一些軍事應(yīng)用是必不可少的。大多數(shù)塑料齒輪不需要潤滑即可運(yùn)行,或者僅需要嵌入潤滑材料(如石墨,硅樹脂或PTFE)。但是,一些操作條件仍需要考慮潤滑的影響因素。在選擇塑料齒輪潤滑劑時(shí),應(yīng)考慮到齒輪所處的工作環(huán)境,負(fù)載和速度等條件。如果潤滑劑與塑料材料不兼容,則會(huì)影響塑料的性能和壽命。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航減速器小齒輪斷裂分析應(yīng)用
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組地處環(huán)境比較惡劣的地區(qū),所受載荷比較復(fù)雜,而且冬季溫度低于-30℃,風(fēng)速經(jīng)常超過20m/s,風(fēng)向變化較頻繁。風(fēng)機(jī)的偏航系統(tǒng)主要起到對(duì)風(fēng)作用,它與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的測(cè)風(fēng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)相互配合,使葉輪始終處于迎風(fēng)狀態(tài),來保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能夠獲得風(fēng)能。由于各種復(fù)雜的原因及載荷使得偏航系統(tǒng)更容易失效。某風(fēng)場(chǎng)于2007年初并網(wǎng)運(yùn)行,在2009年初開始發(fā)現(xiàn)偏航減速器小齒輪有斷裂現(xiàn)象,損壞比例大概為10%,超過了損壞的正常值?! ?
偏航系統(tǒng)的構(gòu)成和原理
機(jī)組偏航系統(tǒng)中主要包括:偏航電機(jī)、偏航減速器(包含偏航小齒輪)、偏航軸承(包含偏航大齒輪)、偏航制動(dòng)器及相關(guān)的其它部件機(jī)組采用主動(dòng)偏航對(duì)風(fēng)方式,安裝在風(fēng)機(jī)上的風(fēng)向標(biāo)及時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)出風(fēng)向,然后傳輸給風(fēng)機(jī)的偏航控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)向標(biāo)信號(hào)啟動(dòng)偏航電機(jī),偏航電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏航減速器,偏航減速器小齒輪驅(qū)動(dòng)偏航軸承外圈大齒輪,使風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng)。偏航系統(tǒng)中偏航制動(dòng)器為液壓鉗式制動(dòng)器,當(dāng)機(jī)組迎風(fēng)運(yùn)行時(shí),液壓系統(tǒng)提供一定的壓力,保證機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行;當(dāng)風(fēng)向發(fā)生變化需要偏航時(shí),液壓系保持一定余壓,偏航制動(dòng)器提供必要的制動(dòng)力矩,大大減少風(fēng)機(jī)在偏航過程中的沖擊載荷,可使機(jī)組平穩(wěn)偏航?! ?
偏航小齒輪斷裂分析 材料分析 偏航小齒材料為42CrMo,直徑為235mm,齒面設(shè)計(jì)硬度HRC50~HRC60,芯部硬度HRC30~HRC40,偏航小齒為鍛造、表面滲氮處理。針對(duì)斷裂的偏航小齒輪選取了2件進(jìn)行材料分析,編號(hào)為星號(hào)1,星號(hào)2 宏觀分析。小齒起裂位置位于齒根部,斷裂部位均位于齒的上半部分。斷口斷面平整,有金屬光澤,所有斷裂件形貌相似。