机油泵齿轮断裂情形的起因解析和避免方法

机油泵是柴油发电机的重要组成部分，它能够将机油从机油盘吸入，并通过管路送至发动机各部位，确保各部位良好润滑，减小摩擦损失，延迟发动机使用时限。然而，随着发动机操作时间的增加，机油泵内部的零部件就会损伤和老化，导致机油泵流量不足、压力减少、噪声变大等问题，甚至产生完全不能作业的情形。机油泵的传动齿轮轮齿断裂情形，在柴油机中是一种较为易发的齿轮磨耗形式。cummins公司在本文中着重解析造成机油泵轮齿断裂的因由，并提出了采取适当的防护步骤，预防因为轮齿断裂的造成严重的柴油机损坏。

      机油泵的作用是将机油送到发动机各摩擦部位柴油发电机厂家排行榜，使机油在润滑路中循环，以保证发动机得到良好的润滑，机油泵构造如图1和图2所示。当发动机工作时，凸轮轴带动泵体的主动齿轮转动。机油泵是柴油机润滑机构中的重要部件，它的技术情形直接危害润滑机构的正常工作；机油泵经长久工作受到损伤时，将造成压力减少和泵油量减少以及机械损坏。

      机油泵齿轮传动的失效形式有齿面点蚀、胶合、损伤、塑性变形和轮齿断裂。其中，机油泵轮齿断裂状况在机械传动柴油发电机中，是一种较为易发的齿轮损伤形式，也是造成齿轮失效的主要原由。轮齿断裂根据发生的起因和断口性质不同，可以分为过载断裂，轮齿剪断，塑变后断齿，随机断齿和疲劳断齿。轮齿断裂一般产生在齿根部位。

（1）由于法向压力Fn沿齿面移动，机油泵齿根应力不断变化（若单侧受力，齿根弯曲应力为脉动循环应力；若两侧受力，齿根弯曲应力为对称循环应力），同时有应力集中，引起齿根产生疲劳裂纹。经历持久应力循环，裂纹不断扩展，引起整个轮齿出现疲劳折断。

（2）由于短时间严重过载，致使机油泵轮齿突然折断。折断形式，可以从断口上进行判断，疲劳折断由于在发生微裂纹疲劳源处反复挤压扩展，最后致使折断，于是断口大部分区域比较光亮、平整。而突然折断的断口比较粗糙。

（3）较为常见的还有机油泵随机断齿，随机断齿是指意外状况引起的断齿。其显着特征是轮齿折断部位不是在轮齿齿根弯曲应力较大的地方，它可能是在轮齿上的任何一个部位折断，包括整齿折断或在齿上有缺陷的部分折断。

      选型不合理设计时选择的齿轮模数偏小，导致齿根弯曲应力较大，安全系数处于临界值时，负荷的增大，如产量提高、柴油发电机老化、产品变更等状况下，都可能导致齿轮轮齿的折断。

      机油泵齿轮合格加工精度如图3所示。例如某柴油发电机的机油泵齿轮发生断齿现象，经分析发现，支承该齿轮的轴承，由于一侧损伤径向间隙增大，致使轮齿严重偏载。在偏载区接触应力超过材料的疲劳接触极限，产生点蚀，点蚀扩展，在次表层的微裂痕连接成片就发生了剥落。在足够的循环应力作用下，这些剥落点蚀坑就会形成弯曲应力产生的微裂纹疲劳源，导致轮齿折断。

      机油泵不一样的材料，其强度、韧性、抗冲击性也不同。例如，优质合金钢要优于碳钢和通常合金钢。同一种材料，热排除方法不同，其弯曲强度和接触强度也不同。渗碳淬火热解决的齿轮要高于调质齿轮和一般淬火齿轮。

      机油泵标准外观如图4所示。例如对于渗碳淬火后的大直径齿轮，为了排除热处理后的变形，在工艺上要采取磨齿加工。在磨削加工流程中，由于砂轮硬度、粒度、材料、磨削厚度、转速、冷却水等诸多要素的危害，可能发生不易观察到的细微裂纹。热排除程序中也会产生细微裂痕和残余应力。导致轮齿折断。但二者形成的裂纹情形不一样，通过金相观察磨削裂痕和淬火裂纹明显的差异是：磨削裂纹细而浅，裂痕的方向与砂轮颗粒方向大致垂直，其裂痕数量多少不一，裂纹深度通常为0.05一0.4mm，个别深度达0.8mm，且裂纹周围有灰火色及发蓝颜色。

      例如，新柴油发电机投产时，齿轮传动有个跑合期，在跑合期由于制造及装配均有误差，以及表面凹凸不平等原由，相啮合的轮齿实际上仅部分齿面相接触，因而在初期运行的步骤中，这些较初接触的部分，因单位面积受力较大，就会首先产生损伤情形。但当齿轮运转1个时期之后，相啮合的齿面间实际接触面积增大，单位面积上所受的力就相对减轻，润滑因素也得到进一步改善，所以这种初期齿面损伤的现状便会逐渐趋于消失。这个流程即是齿轮传动的跑合（磨合）。在齿轮传动的跑合程序中产生的齿轮磨耗现状，即称为跑合损伤。由此可知跑合损伤不仅对齿轮无害，而且是新齿轮传动在试运转程序中必经的历程。齿轮传动跑合时间的长短，与其中较硬齿面的粗糙度有关。如较硬的齿面粗糙，跑合时间就长；较硬的齿面平滑，跑合时间就短。因此设计时要求较硬的齿面具有较小的粗糙度。实践证明，齿轮跑合愈好，啮合情况愈理想。跑合程序中为防止产生磨料磨损应定期更换润滑油。如果在跑合期高速满负荷工作，就会加剧磨耗，发生磨屑，形成磨粒损伤，齿面磨耗会造成齿廓形状改变，齿厚变薄，严重的可以引起轮齿折断。

      机油泵齿轮传动中，应始终保持良好的润滑条件柴油发电机价格表，如果润滑油粘度选择错误，润滑油膜不易形成，会造成润滑失败（形成千摩擦）。另外，润滑油不定期替换变脏，会发生磨粒磨损，也会加剧磨损引起轮齿折断。

      在进行齿轮参数的优化布置时，为了增强齿轮的弯曲强度，在要素许可的范围内，应选购较大的齿轮模数，考虑到在柴油发电机使用步骤中，由于产量增强，柴油发电机老化、产品变更等因素导致齿轮负荷增大，安全系数应大于临界值。

      增大齿根过渡处的圆角曲率半径，处理该处加工刀痕，注意材料内部缺陷的检验和清除。增大轴和支承处的刚度，提高安装精度，防止产生较大的振动和偏载。

      解除加工和热处理流程中发生的细微裂痕和残余应力，特别是在磨削齿轮时柴油发电机官网，准确购买砂轮的材料、硬度和磨削工艺参数，以防止磨削裂痕。

      柴油发电机应保持良好的润滑、跑合期预防频繁启动、换向，不飞车，不满载，勤检测，选择合适粘度的润滑油，定期更替润滑油，避免因为磨损引起的机油泵轮齿折断。

      柴油机润滑系统能否达到它的操作要求，确保柴油机作业正常，虽然与油道是否畅通、机油过滤器是否发挥用途等要素有关，但主要的、起决定功能的是机油泵的性能是否良好。因此，如果我们在齿轮的布置、选材、制造、安装、操作等方面进行严格的控制，就可以在很大程度上防止机油泵断齿现象的产生。