Als Kernbestandteil eines mechanischen Getriebesystems ist das Getriebe im Langzeitbetrieb hauptsächlich mit zwei Arten von Müdigkeitsausfallformen konfrontiert: Biegenmüdigkeit Bruch und Kontaktmüdigkeit Pitting.Zur Gewährleistung eines sicheren und zuverlässigen Betriebs während des gesamten Konstruktionslebenszyklus, ist es notwendig, systematische Müdigkeitstests und Lebensdauerprognosen für Fanggeräte durchzuführen.

In diesem Papier werden die häufig verwendeten Prüfmethoden zur Prüfung der Zugmüdigkeit im Schienenverkehr und in der Industrie vorgestellt.und erläutert, wie ein Modell zur Lebenszeitvorhersage durch Testdaten in Kombination mit gemeinsamen Standards erstellt werden kann, um die Lebensdauer von Zahnrädern vorherzusagen

Sie bietet eine zuverlässige Grundlage für die Optimierung der Struktur, die Materialauswahl und die Wärmebehandlung.

Ausfallmodus bei Zahnradmüdigkeit

Ausfall durch Zahnradmüdigkeit wird hauptsächlich in folgende zwei Kategorien unterteilt:

Verstärkte Müdigkeit (Zahnwurzelbeugungsmüdigkeit)

Während des Maschenprozesses wird die Wurzelfläche des Zahnrads regelmäßigen Biegungsbelastungen ausgesetzt, die bei langfristiger Wirkung Risse bilden und sich zu Bruch ausdehnen können.

Kontaktmüdigkeit (Kontaktmüdigkeit/Pitting)

Die Zahnoberfläche wird während des Maschen- und Kontaktprozesses einer zyklischen Kontaktbelastung ausgesetzt und es entstehen Risse an der Oberfläche und unter der Oberfläche.mit dem Ergebnis, dass sich das Material zu Gruben oder zu großen Flocken spaltet.

Übersicht der Prüfverfahren

Zu den üblichen Prüfmethoden der Zahnradmüdigkeitstest gehören hauptsächlich

Verstärkte Müdigkeitstest (Zahnbeugenmüdigkeitstest)

ISO 6336-5·Berechnung der Belastbarkeit von Spuren- und Schraubzügen ¢ Teil 5: Festigkeit und Qualität von Materialien ¢

• AGMA 2001
• GB/T 14230
• Typische Prüfgeräte:
• Prüfmaschine mit einem Zahnrad: Die Last wird auf den Wurzelbereich des Zahnes aufgetragen, um wiederholte Belastungen durchzuführen.
• Maschine zur Prüfung der Rotationsbiegung: Simulation des Arbeitsbelastungszustands von Zahnrädern.
• Datenverarbeitung:
• S-N-Kurve (Stresslebenskurve)

• Kontaktmüdigkeitstest (Pittingtest)
• Standardbasis:
• Prüfmaschine für Getriebe FZG (Fraunhofer Standard, Deutschland)
• Einheitliche Prüfungen
• SH/T 0306-2017 (Bewertung der Zugwiderstandsfähigkeit gegen Verputzung durch Schmieröl)
• Inhalt der Prüfung:
• Die Prüfung der Anbindung von Zahnradpaaren erfolgt unter spezifizierten Drehzahl-, Last- und Schmierbedingungen zur Überwachung der Erzeugungszeit und des Abtriebsbereichs.
• Es wird die Vermüdungsdauer des Zahnoberflächenkontakts ermittelt und der Einfluss der Schmierbedingungen auf das Vermüdungsverhalten analysiert.
• 

Methode zur Lebensprognose

Die aus den Müdigkeitstests gewonnenen Daten können zur Erstellung von Modellen zur Lebensdauer der Getriebe verwendet werden.

Lebenserwartung basierend auf der S-N-Kurve

Die S-N-Kurve wird anhand von Daten aus den Ermüdungsdurchhalteversuchen mit unterschiedlichen Belastungsniveaus erstellt:

unter anderem:

N: Lebensdauer des Getriebes (Zykluszahl)

σ: Spannungsamplitude

A, b: Anpassungskonstanten

Weibull Statistisches Recht

Die Weibull-Verteilung wird verwendet, um eine Reihe von Ausfalllebensdauerdaten zu analysieren, um die zuverlässige Lebensdauer, die charakteristische Lebensdauer und die Variabilität zu bestimmen:

η:Lebensdauer der Merkmale

β:Formparameter (bestimmt die Form der Verteilungskurve)

F (((t):Wahrscheinlichkeit des Ausfalls vor Zeit t

Bergarbeiter Methode für kumulative Schäden (unter variablen Belastungsbedingungen verwendet)

Die Miner-Regel kann verwendet werden, um die vorhergesagte Ermüdungsdauer zu akkumulieren:

Vorschläge zur Verbesserung der Lebensdauer der Ausrüstung

Nach den Testergebnissen kann das Fertigungsunternehmen die Konstruktion aus folgenden Gesichtspunkten optimieren:

Die Bedeutung der Getriebeermüdigkeitstest

Systematische Müdigkeitstests können nicht nur die Müdigkeitshaltung der Zahnradstruktur bewerten, sondern auch als wichtiges Rückkopplungsinstrument für Material dienen.Wärmebehandlungsprozess und Qualitätskontrolle der VerarbeitungIm Eisenbahnverkehr, der Luft- und Raumfahrt und in anderen Bereichen ist eine genaue Vorhersage der Lebensdauer von Müdigkeit die Schlüsselbasis für den zuverlässigen Betrieb und die Formulierung von Wartungsstrategien.