Введение и обзор видов отказов планетарных редукторов промышленного и инженерного оборудования
2025-11-11
Планетарный редуктор, также известный как планетарный редуктор, представляет собой механизм, в котором несколько планетарных шестерён вращаются вокруг солнечной шестерни. Он уменьшает передаточное отношение и пропорционально увеличивает крутящий момент двигателя.
Особенности планетарных редукторов: По сравнению с аналогичными обычными редукторами они обладают плавной передачей, большой грузоподъемностью, большим передаточным отношением при небольшом пространстве, высокой надежностью и длительным сроком службы и широко используются в промышленности, машиностроении и автомобилестроении.
Оглавление
1.Типы и характеристики планетарных механизмов
2.Рыночные применения планетарных редукторов
3.Объяснение основных неисправностей планетарных редукторов
4.Эксплуатация и обслуживание коробки передач
5.Типы и характеристики планетарных редукторов
Преимущества
Малый размер, легкий вес, компактная конструкция и высокая несущая способность
Высокая эффективность передачи
Большое передаточное отношение обеспечивает возможность синтеза и разложения движения.
Плавность хода и высокая устойчивость к ударам и вибрации.
Недостатки
Высококачественные материалы, сложная конструкция, трудности в изготовлении и установке.
По сравнению с обычными зубчатыми передачами планетарные передачи обладают рядом уникальных преимуществ. Их важнейшей особенностью является возможность разделения мощности при передаче; кроме того, их входной и выходной валы соосны, то есть расположены на одной главной оси. Поэтому планетарные передачи используются вместо обычных зубчатых передач в качестве редукторов, ускорителей и передаточных устройств в различных механических трансмиссиях.
2.Рыночные применения планетарных редукторов
редуктор RV
В 2024 году доля отечественных редукторов RV на китайском рынке превысила 60%, а доля гармонических редукторов достигла 75%. Благодаря ускорению процесса замещения на внутреннем рынке, рынок планетарных редукторов также непрерывно растёт. В 2024 году объём европейского рынка прецизионных планетарных редукторов составил 381,6 млн евро, и, по прогнозам, к 2031 году он вырастет до 641,4 млн евро, что соответствует среднегодовому темпу роста 7,7%.
В условиях стремительного развития интеллектуального производства и робототехники рыночный спрос на планетарные редукторы будет продолжать расти. Особенно в высокотехнологичных секторах производства, таких как производство пятикоординатных станков и человекоподобных роботов, готовящихся к массовому производству, спрос на планетарные редукторы будет увеличиваться. Кроме того, политическая поддержка и изменения в отраслевом регулировании также окажут существенное влияние на рынок. Например, государственные субсидии и налоговые льготы будут способствовать технологическим инновациям и расширению рынка.
Планетарный редуктор с гармоническим механизмом
Согласно отчётам маркетинговых исследований, китайский рынок планетарных редукторов для строительной техники демонстрирует устойчивую тенденцию к росту в последние несколько лет. Ожидается, что в течение следующих пяти лет этот рынок продолжит расширяться, в первую очередь благодаря таким факторам, как рост спроса со стороны строительства инфраструктуры, модернизация строительного оборудования и государственная поддержка производителей высокотехнологичного оборудования.
Рынок планетарных редукторов для строительной техники в Китае отличается высокой конкуренцией, и за его долю борются множество компаний. Основными игроками являются Hengli, Aidi, Zhuzhou Gearbox, Nanjing High Speed Gearbox и Soter. Эти компании обладают конкурентными преимуществами в области технологий, качества и послепродажного обслуживания.
Планетарные редукторы для строительной техники в основном используются в таком оборудовании, как экскаваторы, погрузчики и краны, для снижения скорости, увеличения крутящего момента, а также повышения эффективности и стабильности работы оборудования. В связи с непрерывным развитием инфраструктурного строительства и необходимостью модернизации строительной техники, рыночный спрос будет продолжать расти.
3.Объяснение основных неисправностей планетарных редукторов
1) Проблема внутреннего отказа шестерни
Существует много типов отказов зубчатых передач, среди которых выделяют две основные категории: износ зубчатых передач и повреждение зубчатых передач.
Износ зубчатых передач: явление потери материала из-за трения на поверхности зубьев шестерен во время зацепления шестерен;
Повреждение зубчатых передач: повреждение зубчатых передач, возникшее в процессе изготовления или эксплуатации и касающееся одного или нескольких аспектов их основных элементов, таких как материал, размер, точность и состояние поверхности.
Интенсивность стресса
Напряжение сдвига и градиент твердости
Концентрация напряжений и поверхностное упрочнение
Остаточное напряжение цикла нагрузки
Многоосная эквивалентная микроструктура
Виды отказов передач в основном подразделяются на 7 категорий.
Износ
Склеивание поверхности зуба
Пластическая деформация
Контактная усталость
Трещины
Сломанный зуб
Усталость при изгибе
Отказ 1 — Износ
Износ зубчатых передач — это перенос или потеря материала на поверхности зубчатых передач, вызванный механическим, химическим и электрическим воздействием. В зависимости от степени износа его можно разделить на лёгкий, умеренный и сильный. В некоторых случаях износ зубчатых передач не допускается, но во многих случаях лёгкий износ считается нормальным, а в некоторых ситуациях допустимым может быть умеренный или даже сильный износ.
Отказ 2 — Контактная усталость
Повторяющиеся контактные напряжения могут привести к появлению усталостных трещин на поверхности или под поверхностью, а также к сколам материала на поверхности зубьев шестерен.
Виды отказов вследствие контактной усталости:
1) Макроскопическая питтинговая коррозия
Непролиферативная питтинг
Расширенная питтинговая коррозия
Точечная поверхностная питтинговая коррозия
Точечная коррозия
2) Микроскопическая эрозия
Макропиттинг
Макропиттинг возникает при распространении усталостных трещин по поверхности или под поверхностью зубьев шестерни. Как правило, трещина сначала распространяется в поверхностном слое поверхности в направлении, примерно параллельном поверхности зуба, а затем выходит на поверхность. Когда трещина достигает определённой длины, она приводит к отслоению материала поверхности зуба, образуя макропиттинг.
Контактная усталость
Микроскопическая эрозия
Микроскопическая питтинговая коррозия — это форма контактной усталости, вызванной периодическими напряжениями Герца и чрезмерной шероховатостью поверхности зуба. Микроскопическая питтинговая коррозия приводит к образованию мельчайших трещин на поверхности зуба, которые, в свою очередь, вызывают микроскопическую питтинговую коррозию.
Отказ 3 — Усталость при изгибе
Усталостное разрушение при изгибе подразделяется на три стадии: Стадия 1: Зарождение трещины (пластическая деформация происходит в точках концентрации напряжений, что, в свою очередь, приводит к образованию микротрещин); Стадия 2: Распространение трещины (трещины распространяются под действием максимального растягивающего напряжения); Стадия 3: Разрушение при изгибе (когда трещина распространяется на достаточную длину, она мгновенно разрушается).
Усталостная долговечность зубчатых передач в основном приходится на стадии 1 и 2. Вид разрушения зависит от вязкости и спектра нагрузок материала и может быть хрупким, пластичным или смешанным.
2) Подробное объяснение неисправности внутреннего подшипника в коробке передач
Усталостный отказ
Микроструктурные изменения, вызванные знакопеременными напряжениями в зоне контакта тел качения с дорожкой качения
Износ
Абразивный износ возникает из-за недостаточной смазки или попадания посторонних частиц. Поверхность темнеет до определённой степени, зависящей от размера и природы абразивных зёрен. По мере истирания материала с вращающихся поверхностей и сепаратора количество этих зёрен постепенно увеличивается, что в конечном итоге ускоряет процесс износа и приводит к выходу подшипника из строя.
Коррозионный отказ
Химические реакции на металлических поверхностях, ржавчина и коррозия при трении
перелом и трещина
Компрессионный перелом
Когда нагрузка на подшипник превышает предел прочности материала на растяжение, происходит разрушение при сжатии. Двумя распространёнными причинами разрушения при сжатии являются локальная перегрузка и перенапряжение.
Перелом
Усталостное разрушение происходит, когда повторяющиеся изгибающие усилия превышают усталостную прочность материала. Многократный изгиб приводит к появлению трещин в материале, которые постепенно распространяются и в конечном итоге приводят к сквозным трещинам во внутреннем и наружном кольцах или сепараторе подшипника.
Процесс образования трещин
3) Подробное объяснение неисправности внутреннего уплотнения в коробке передач
Подробности смотрите по ссылке https://mp.weixin.qq.com/s/-KtlFhOqX2jpUQqTJ3pUHw?scene=21&from=industrynews&color_scheme=light#wechat_redirect
4.Эксплуатация и обслуживание коробки передач
Выберите подходящий сорт смазочного масла, чтобы обеспечить надежную смазку и хороший отвод тепла;
Регулярно проверяйте и заменяйте смазочное масло, чтобы убедиться, что оно имеет надлежащую чистоту, вязкость, низкое содержание воды и кислотность.
Редуктор должен быть надежно заземлен, чтобы избежать проведения сварочных работ на месте и предотвратить разряды от шестерен и подшипников, которые могут повредить их.
После выключения редуктора необходимо принять меры по обеспечению водонепроницаемости и влагоизоляции, чтобы предотвратить коррозию шестерен.
