Dlaczego koła zębate maszyn rolniczych zużywają się nierównomiernie po jednej stronie?

Gdy współpracujące wały przekładni zębatych nie są równoległe (w przypadku kół zębatych walcowych i śrubowych) lub ustawione pod niewłaściwym kątem (w przypadku kół zębatych stożkowych), strefa styku zębów przesuwa się na jeden koniec szerokości powierzchni zęba. Powoduje to skoncentrowane zużycie na jednym końcu każdego zęba — zużycie, które wydaje się być większe po jednej stronie szerokości zęba, a nie rozłożone na całej powierzchni. W przypadku kół zębatych śrubowych niewspółosiowość powoduje również charakterystyczny wzór obciążenia czołowego, gdzie jeden koniec każdego zęba jest zużyty, a drugi koniec nie wykazuje zużycia. Diagnoza: sprawdź współosiowość wałów za pomocą liniału lub czujnika zegarowego. Rozwiązanie: ponownie ustaw współosiowość wałów, a jeśli otwory obudowy zostały zniekształcone przez wcześniejsze uszkodzenia spowodowane niewspółosiowością, wyłóż lub wymień obudowę.

Niewystarczający luz między współpracującymi zębami powoduje, że powierzchnie boczne zębów po stronie ciasnej stykają się pod wpływem rozszerzalności cieplnej występującej podczas pracy, nawet gdy zazębienie wydaje się prawidłowe w temperaturze otoczenia. Strona ciasna przenosi obciążenie wyższe niż projektowe, co powoduje szybsze zużycie tej powierzchni bocznej. W przekładniach stożkowych zbyt duży luz zazwyczaj objawia się silnym stykiem na czubku i stopie zęba, a nie na środkowej powierzchni bocznej. Diagnoza: zmierzyć luz za pomocą czujnika zegarowego; porównać ze specyfikacją w instrukcji serwisowej. Rozwiązanie: zwiększyć luz do specyfikacji poprzez regulację napięcia wstępnego łożyska lub zestawu podkładek regulacyjnych.

Napędy kół zębatych w rolnictwie, które działają tylko w jednym kierunku – napęd jezdny siewnika, napęd głowicy żniwnej, wałek pośredni kosiarki – obciążają tylko jedną powierzchnię boczną każdego zęba przez cały okres eksploatacji koła. Nie jest to usterka, lecz oczekiwany efekt konstrukcyjny. Powierzchnia boczna napędu ulega zużyciu, podczas gdy powierzchnia boczna biegu jałowego pozostaje nienaruszona. Powoduje to widoczne „jednostronne” zużycie, które jest zużyciem symetrycznym na odpowiedniej powierzchni bocznej w danym kontekście. Diagnoza: potwierdź, że napęd jest jednokierunkowy. Jeśli tak, jest to normalne – wymień koło zębate, gdy powierzchnia boczna napędu osiągnie kryteria zużycia końcowego, a nie na podstawie samego pojawienia się asymetrii.

Jeśli zanieczyszczenia ścierne – gleba, żwir, plewy – dostaną się do zazębienia z jednego kierunku, powodują one nadmierne zużycie ścierne na przedniej powierzchni zęba zbliżającego się. Zjawisko to jest najczęstsze w otwartych (nieosłoniętych) przekładniach zębatych w mechanizmach dozujących siewników, napędach ślimaków zbożowych i podobnych zastosowaniach, w których gleba i resztki roślin mogą dostać się do zazębienia. Ślad zużycia występuje na powierzchni bocznej zwróconej w stronę źródła zanieczyszczenia. Diagnoza: należy sprawdzić obszar zazębienia pod kątem dróg przedostawania się zanieczyszczeń. Rozwiązanie: poprawić uszczelnienie lub osłonę oraz wymienić oba koła zębate, ponieważ zużycie ścierne zazwyczaj uszkadza oba współpracujące elementy.

Obciążenia udarowe powstające w wyniku sporadycznych zdarzeń o wysokim momencie obrotowym — podawanie ślimaków w prasie, uderzenia kamieni w sieczkarnię rotacyjną, zatory w uprawie w sieczkarni polowej — koncentrują energię uderzenia na powierzchni bocznej zęba, która jest w kontakcie z podłożem w momencie uderzenia. Jeśli zdarzenia te występują stale w jednym kierunku obrotów (np. maszyna zawsze zacina się w kierunku jazdy do przodu), powierzchnia boczna zęba przenosząca obciążenie podczas jazdy do przodu wykazuje wżery zmęczeniowe i uszkodzenia powierzchni, podczas gdy powierzchnia boczna do tyłu pozostaje nieuszkodzona. Diagnoza: należy przeanalizować historię eksploatacji pod kątem zdarzeń zatorów i ich częstotliwości. Rozwiązanie: należy usunąć przyczynę powtarzających się zatorów, zamontować sprzęgło przeciążeniowe, jeśli jeszcze go nie ma, i wymienić parę kół zębatych.