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齒輪減速機齒輪軸斷裂分析

文章出處:   責任編輯:   發布時間:2017-07-21 11:48:48    點擊數:-   【

齒輪減速機齒輪軸斷裂分析。齒輪軸是齒輪減速機中很重要的零件,有的齒輪減速電機齒輪軸材料選用42CrMo鋼。這種材質的熱處理工藝般難於控製,導致其力學性能也難於達到技術要求。根據設計要求,齒輪軸需要進行調質處理,使硬度達到210-280HBS.使用時不能允許有裂紋。但齒輪減速機中的齒輪軸在使用過程中發生斷裂,技術人員對齒輪軸的化學成分進行檢驗,鋼中的碳、鉻、鉬含量均符合材料的成分要求。對該批零件進行磁粉探傷,均沒有發現裂紋。下麵就對齒輪減速馬達齒輪軸的斷裂情況進行分析,並製定出合理的熱處理工藝參數。

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齒輪軸的斷裂分析:在齒輪軸距斷裂麵約1.5厘米處模向切割得到個賀盤,將該圓盤視為齒輪軸斷裂麵,該齒輪減速電機的齒輪軸是個階梯式軸,發生斷裂的橫截麵在結構上突變較大,容易形成應力集中而發生斷裂。塑性斷口上常呈現出纖維區、放射區及剪切唇區。該斷裂麵上的灰暗色為纖維區,有明顯放射花樣特征的為放射區,表麵比較平滑的為剪切唇區,由此可以判斷該斷口屬於塑性斷口。在原齒輪減速機中齒輪軸靠近斷裂麵的端取厚約1厘米的圓盤作為1號試樣,用該試樣進行硬度測試,檢測部位及結果可以看出,硬度從齒輪減速電機軸心到軸表麵依次為6.0、12.7、13.5和10.8HRC,而齒輪軸的技術要求為洛氏硬度為21-28HRC,實驗結果表明齒輪減速機中齒輪軸的硬度均沒有達到技術要求。
金相組織分析:為了便於金相組織分析,在圖中所示圓盤上截取小部分並分成兩個試樣進行金相試樣的製備及金相組織觀察。2號試樣檢測位置靠近齒輪軸表麵約2毫米處和齒輪軸斷裂麵靠近齒輪軸表麵處;3號試樣檢測位置為靠近齒輪軸軸心處,對2號及3號試樣側麵進行金相試樣的製備、組織觀察及照相。2號試樣齒輪軸斷裂麵靠近齒輪軸表麵處的金相組織,可以看出,其組織為珠光體加鐵素體,有典型的韌窩狀花樣,具有明顯的塑性變形;該齒輪軸軸心的金相組織顯示,白色塊狀的是鐵素體,灰色的是珠光體,軸心組織為珠光體加鐵素體,齒輪減速機中齒輪軸表麵的金相組織組織也為珠光體加鐵素體,相當於退火狀態。
斷裂分析:齒輪軸的化學成分及磁粉探傷均符合要求,而齒輪減速電機齒輪軸的硬度沒有達到技術要求。這是由於齒輪軸的熱處理工藝不合理,造成齒輪軸軸心與齒輪軸表麵組織同為層片狀珠光體加鐵素體,如果齒輪減速機中齒輪軸進行調質處理,組織應為回火索氏體,片狀組織與球狀組織的力學性能對比可以看出,在硬度相同的情況下,滲碳體呈球狀時,其屈服強度、塑性及韌性都較高,即回火組織具有較高的綜合力學性能,從齒輪減速馬達中齒輪軸斷裂麵的宏觀斷口可以看出,齒輪軸斷裂麵垂直於齒輪軸軸線,而且齒輪軸斷裂麵靠近齒輪軸表麵處存在很明顯的塑性變形區域,由此可以判斷該齒輪減速電機中齒輪軸斷裂為剪切斷裂。這樣就需要選擇合理的熱處理工藝,後確定為850OCX3.3h,30-50OC循環油淬火;650OCX6.6h,水冷或油冷。http://www.nbxwtz.com/Products/lishijiansuji.html

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