 |
|
Tous les produits
Crémaillères
(131)
Chaînes de convoyeur
(122)
Pièces de convoyeur
(83)
Vitesses et pignons
(87)
Couronne et pignon
(83)
Pignons industriels
(135)
pignons de moto
(71)
Chaînes de moto
(75)
poulies de ceinture
(95)
Certificat
Je suis très satisfaisant avec les services. Heureux de créer la relation d'affaires à long terme avec votre société.
—— Ashley Scott---LES Etats-Unis
Merci pour la bonne qualité, bonne conception avec le prix raisonnable
—— Anna Diop---Le Royaume-Uni
Société Nouvelles
Analyse du micropitting des engrenages et des conditions aux limites de la lubrification
Introduction
Dans les domaines du transport ferroviaire, des transmissions automobiles et des réducteurs d'éoliennes, la fiabilité des engrenages est cruciale pour la stabilité de l'ensemble du système. Cependant, lorsque de minuscules taches grises, des points brillants ou des piqûres (similaires à la taille d'une pointe d'aiguille) apparaissent sur la surface des engrenages, c'est le signe d'un micro-piqûrage des engrenages.
Ne vous laissez pas tromper par sa "petite taille". Le micro-piqûrage est souvent un précurseur de la défaillance prématurée des engrenages et peut même entraîner une augmentation des vibrations d'engrènement, des niveaux de bruit plus élevés et une forte baisse de la durée de vie en fatigue. Cet article analyse systématiquement le mécanisme de formation et les stratégies de prévention du micro-piqûrage du point de vue des conditions limites de lubrification et de la théorie de la lubrification élastohydrodynamique (EHL).
Qu'est-ce que le micro-piqûrage des engrenages ?
Le micro-piqûrage des engrenages est une forme d'écaillage superficiel par fatigue qui se produit sur la surface des dents. Il apparaît généralement dans la zone de contact d'engrènement des engrenages à surface de dents dure, en particulier dans les zones soumises à des charges élevées, à des vitesses élevées et à des conditions de lubrification limite.
Ses caractéristiques typiques sont les suivantes :
- Il y a des zones abrasées grises ou gris foncé sur la surface des dents.
- Il y a des piqûres d'écaillage de taille micronique (généralement d'une profondeur inférieure à 10 μm).
- Ces piqûres sont réparties dans les zones d'entrée et de sortie d'engrènement des dents.
D'un point de vue macro, la surface des dents semble "atomisée". D'un point de vue micro, il s'agit d'un ensemble de micro-fissures de fatigue du métal formées après la rupture du film d'huile.
Mécanisme de formation du micro-piqûrage
L'apparition du micro-piqûrage est l'effet combiné du matériau de la surface des dents, de la charge, de la lubrification et de la rugosité de surface. Sa formation peut être divisée en trois étapes :
1. Amorçage des fissures de fatigue de contact
Lorsque les engrenages fonctionnent sous des contraintes de contact élevées, un contact périodique se produit entre les micro-saillies (aspérités) sur la surface. Dans les zones où le film d'huile ne peut pas séparer complètement les deux surfaces des dents, des points de contact métalliques locaux se forment, générant des contraintes de cisaillement. La concentration des micro-contraintes de cisaillement conduit à l'amorçage de micro-fissures dans la couche de surface du matériau.
2. Rupture du film d'huile et glissement de cisaillement
Dans l'état de lubrification élastohydrodynamique (EHL), l'épaisseur du film d'huile fluctue en fonction des changements de charge et de vitesse. Si l'épaisseur du film d'huile est trop faible (λ < 1,0), l'état de lubrification passe de la lubrification élastohydrodynamique à la lubrification limite. Un contact métallique périodique se produit entre les micro-aspérités, ce qui provoque l'expansion continue des fissures. Une épaisseur de film d'huile insuffisante entraîne une augmentation du coefficient de frottement et l'expansion des fissures de fatigue.
3. Écaillage de surface et usure secondaire
Au fur et à mesure que les fissures s'étendent et se connectent, le matériau de surface s'écaille progressivement, formant des micro-piqûres. Ces micro-piqûres modifient davantage la rugosité de surface de la dent, ce qui rend plus difficile la formation d'un film d'huile. En conséquence, le piqûrage devient de plus en plus grave, formant un cercle vicieux.
Relation entre l'épaisseur du film d'huile et la rugosité
L'épaisseur du film d'huile lubrifiante est un paramètre clé pour prévenir le piqûrage. Le paramètre du film d'huile λ (Lambda Ratio) est généralement utilisé pour l'évaluation, et la formule est λ = h_min / √(R_a1² + R_a2²). Ici, h_min représente l'épaisseur minimale du film d'huile (μm), et R_a1 et R_a2 sont les valeurs de rugosité de surface des deux surfaces de dents en engrènement.
Les critères de jugement de l'état de lubrification basés sur la valeur de λ sont présentés dans le tableau suivant :
| État de lubrification | Plage de valeurs λ | Description caractéristique |
|---|---|---|
| Lubrification limite | λ < 1 | Un contact direct du métal se produit, entraînant une usure et un piqûrage importants. |
| Lubrification mixte | 1 ≤ λ ≤ 3 | Un contact partiel du métal se produit, avec un risque de micro-piqûrage local. |
| Lubrification élastohydrodynamique | λ > 3 | Le film d'huile sépare complètement les deux surfaces et le coefficient de frottement est faible. |
Lorsqu'un réducteur de transport ferroviaire fonctionne à grande vitesse (vitesse linéaire > 60 m/s), si la viscosité de l'huile lubrifiante est mal sélectionnée ou si la température augmente, la valeur de λ chutera fortement et le risque de micro-piqûrage augmentera de manière significative.
Relation entre la lubrification élastohydrodynamique (EHL) et le micro-piqûrage
Dans l'état EHL, la formation du film d'huile dépend de l'effet pression-viscosité et de l'effet de déformation élastique. L'épaisseur du film d'huile dans la zone de contact de la surface des dents peut être approximativement calculée à l'aide de la formule de Dowson-Higginson :(h_{min}=3.63 U^{0.68} G^{0.49} W^{-0.073}(1 - e^{-0.68 k})). Dans cette formule, U est le facteur de vitesse (lié à la viscosité de l'huile lubrifiante et à la vitesse de rotation), G est le facteur élastique du matériau et W est le facteur de charge.
Lorsque W est trop grand (c'est-à-dire engrènement sous forte charge) ou U est trop petit (faible vitesse et viscosité élevée), le film d'huile ne peut pas maintenir une épaisseur stable, et il est facile de passer à la lubrification limite, ce qui entraîne un micro-piqûrage.
Détection et identification du micro-piqûrage
Dans les processus de maintenance et de fabrication réels, l'identification précoce du micro-piqûrage est très importante. Les méthodes de détection courantes sont les suivantes :
| Méthode de détection | Principe de détection | Avantages | Phase d'application |
|---|---|---|---|
| Inspection visuelle + Loupe | Observer les taches grises et les points brillants sur la surface | Rapide et économique | Maintenance après fonctionnement |
| Inspection par particules magnétiques (MT) | Détecter les fissures de surface | Peut identifier les fissures de fatigue précoces | Stades intermédiaires et tardifs du piqûrage |
| Interférométrie 3D à lumière blanche | Analyser la morphologie et la profondeur des micro-piqûres | Peut évaluer quantitativement le degré d'endommagement | Expérimentation et recherche et développement |
| Analyse du spectre vibratoire | Détecter les changements d'amplitude des vibrations d'engrènement | Peut surveiller l'état du réducteur en ligne | Système de surveillance en ligne |
Conception et stratégies de lubrification pour prévenir le micro-piqûrage
1. Optimisation de la conception
- Modification de la surface des dents (bombage): Réduire la concentration des contraintes sur les bords.
- Améliorer la précision des engrenages: Atteindre la classe 6 ou supérieure de la norme ISO 1328.
- Traitement de renforcement de surface: Adopter le meulage + le laminage + le renforcement au laser.
- Sélection raisonnable des matériaux: Par exemple, utiliser 20MnCr5 et 18CrNiMo7-6 après cémentation sous vide et trempe.
2. Optimisation de la lubrification
- Augmenter la classe de viscosité de l'huile lubrifiante: Par exemple, passer de ISO VG 220 à VG 320.
- Utiliser des additifs anti-usure: Tels que ZDDP, MoDTC, etc.
- Maintenir la propreté de l'huile lubrifiante: Assurer NAS ≤ Grade 6.
- Contrôle de la température: Maintenir la température en dessous de 80°C pour éviter que le film d'huile ne devienne trop fin.
3. Recommandations de maintenance et de surveillance
- Effectuer une inspection par particules magnétiques sur la surface des dents après chaque révision majeure du réducteur.
- Effectuer une analyse spectrale des particules d'usure métallique sur l'huile lubrifiante.
- Installer un système de surveillance des vibrations pour détecter les anomalies de la fréquence d'engrènement.
Conclusion
La défaillance des engrenages ne commence généralement pas à partir d'une seule charge lourde, mais à partir de l'accumulation de micro-fissures invisibles. Le micro-piqûrage est le "signal d'alerte précoce" des engrenages. Il nous rappelle que la lubrification ne se limite pas à "avoir de l'huile", mais nécessite une épaisseur de film d'huile suffisante et un état de lubrification raisonnable.
Temps de bar : 2025-10-21 08:45:52
>> Liste de nouvelles
Politique de confidentialité | La Chine convertisseur de couple de transmission Fournisseur. Copyright © 2014 - 2025 Hangzhou Ocean Industry Co.,Ltd. All Rights Reserved. Developed by ECER