Gearbox heliks merupakan komponen krusial dalam permesinan, namun rentan terhadap berbagai mode kegagalan yang dapat mengakibatkan waktu henti dan perbaikan yang mahal.
Mulai dari kelelahan akibat tekukan hingga patahnya gigi, kegagalan ini sering kali disebabkan oleh faktor-faktor seperti kelebihan beban, ketidaksejajaran, dan pelumasan yang tidak memadai.
Dalam postingan blog ini, kita akan membahas berbagai mode kegagalan umum pada gearbox heliks.
Mode Kegagalan Gearbox Heliks
Kelelahan Membungkuk
Kelelahan tekuk merupakan salah satu mode kegagalan yang paling umum pada gearbox heliks. Hal ini terjadi karena tekanan berulang pada gigi gearbox, yang menyebabkan keretakan dimulai di area akar gigi. Saat gearbox terus beroperasi di bawah beban siklik, keretakan ini menyebar hingga akhirnya terjadi kerusakan gigi.
Hubungi Kelelahan
Kelelahan kontak bermanifestasi sebagai pengelupasan atau pengelupasan pada permukaan kontak gigi gearbox heliks. Hal ini disebabkan oleh tegangan kontak tinggi yang berulang-ulang yang melampaui batas ketahanan permukaan material gearbox.
lecet
Goresan merupakan bentuk keausan adhesif parah yang terjadi saat lapisan pelumas rusak, yang memungkinkan terjadinya kontak logam-ke-logam antara permukaan gigi gearbox yang saling menempel. Goresan ini ditandai dengan pengelasan lokal dan robeknya material, sehingga menghasilkan tampilan yang kasar, sobek, dan berwarna abu-abu kusam.
Keausan dan Abrasi
Keausan abrasif terjadi saat kekasaran atau partikel yang lebih keras menghantam dan menghilangkan material dari permukaan gigi gearbox yang lebih lunak. Keausan ini dapat dipercepat oleh adanya kontaminan seperti debu, pasir, atau serpihan keausan yang terbentuk secara internal.
Keausan perekat terjadi saat pengelasan mikro dan robekan terjadi di antara kekasaran yang bersentuhan di bawah tekanan dan temperatur lokal yang tinggi.
Deformasi Plastik
Deformasi plastis terjadi ketika tegangan kontak melebihi kekuatan luluh material gearbox, yang menyebabkan deformasi gigi permanen. Hal ini lebih umum terjadi pada gearbox yang terbuat dari material yang lebih lunak, yang beroperasi di bawah beban tinggi, dan pada suhu tinggi.
Aliran plastis juga dapat terjadi akibat tegangan kontak yang tinggi dan pemanasan gesekan di area tertentu. Hal ini mengubah profil gigi, memengaruhi jalinan gearbox, dan meningkatkan beban dinamis, yang menyebabkan mode kegagalan lainnya.
Mikropitting
Mikropitting muncul sebagai permukaan abu-abu yang kusut atau buram pada sisi gigi gearbox yang disebabkan oleh banyaknya mikropit kecil yang biasanya berdiameter 10-20 mikron. Ini adalah fenomena kelelahan permukaan yang diakibatkan oleh siklus tegangan berulang dan deformasi plastik kekasaran permukaan.
Gigi Berlubang dan Kelelahan
Pitting adalah kegagalan permukaan akibat kelelahan yang ditandai dengan rongga-rongga kecil pada permukaan gigi gearbox yang terbentuk oleh penyebaran retakan di bawah permukaan akibat tekanan kontak yang berulang. Lubang-lubang tersebut tumbuh dan menyatu menjadi rongga-rongga yang lebih besar, yang menyebabkan hilangnya profil gigi secara progresif.
Kerusakan Gigi Gearbox
Kerusakan gigi merupakan mode kegagalan katastrofik di mana sebagian besar gigi gearbox terlepas dari peleknya. Hal ini dapat terjadi karena kelebihan beban, benturan, atau sebagai hasil akhir dari mode kegagalan progresif lainnya seperti kelelahan akibat tekukan atau pengelupasan.
Penyebab Kegagalan Gearbox Heliks
- Kelebihan beban: Memberikan beban yang melebihi kapasitas desain pada gearbox akan menyebabkan berbagai macam kegagalan seperti gigi patah, berlubang, tergores, dan deformasi plastik.
- MisalignmentKetidaksejajaran antara gearbox yang saling berpasangan menyebabkan distribusi beban yang tidak merata di seluruh lebar permukaan, memusatkan tegangan dan mempercepat kegagalan.
- Pelumasan yang tidak memadai: Pelumasan yang tidak efektif karena pemilihan pelumas yang salah, pasokan yang tidak mencukupi, atau perawatan yang buruk dapat mengakibatkan keausan perekat, lecet, mikropitting, dan kelelahan kontak.
- Kontaminasi: Kontaminasi pelumas gearbox dengan partikel padat, air atau bahan kimia cair dapat mengganggu lapisan pelumas dan memicu keausan abrasif, korosi, dan kavitasi.
- Cacat Bahan: Kehadiran inklusi, pori-pori, segregasi, atau mikrostruktur yang tidak tepat pada material gearbox dapat berperan sebagai titik lemah untuk permulaan dan perambatan retak.
- Kelebihan Beban Termal: Pembangkitan panas berlebihan akibat geseran tinggi, pendinginan buruk, atau suhu sekitar yang tinggi dapat merusak pelumas dan mengorbankan sifat material gearbox.
- Korosi: Paparan terhadap agen korosif dari lingkungan atau produk degradasi pelumas dapat menyebabkan korosi pitting, etsa, dan korosi seragam pada permukaan gearbox.
- Fluktuasi Beban Dinamis: Kondisi pengoperasian yang melibatkan beban kejut, getaran parah, atau resonansi dapat menyebabkan kelebihan beban dinamis dan mengakibatkan retakan akibat benturan atau kegagalan akibat kelelahan.
- Beban yang Menggantung: Kehadiran beban yang terlalu menonjol pada poros gearbox menghasilkan momen lentur tambahan dan ketidakselarasan, sehingga meningkatkan risiko kelelahan dan kegagalan terkait keausan.
