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齒輪減速機(jī)齒輪軸斷裂分析

文章出處:   責(zé)任編輯:   發(fā)布時(shí)間:2017-07-21 11:48:48    點(diǎn)擊數(shù):-   【

齒輪減速機(jī)齒輪軸斷裂分析。齒輪軸是齒輪減速機(jī)中很重要的零件,有的齒輪減速電機(jī)齒輪軸材料選用42CrMo鋼。這種材質(zhì)的熱處理工藝般難于控制,導(dǎo)致其力學(xué)性能也難于達(dá)到技術(shù)要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,齒輪軸需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,使硬度達(dá)到210-280HBS.使用時(shí)不能允許有裂紋。但齒輪減速機(jī)中的齒輪軸在使用過(guò)程中發(fā)生斷裂,技術(shù)人員對(duì)齒輪軸的化學(xué)成分進(jìn)行檢驗(yàn),鋼中的碳、鉻、鉬含量均符合材料的成分要求。對(duì)該批零件進(jìn)行磁粉探傷,均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂紋。下面就對(duì)齒輪減速馬達(dá)齒輪軸的斷裂情況進(jìn)行分析,并制定出合理的熱處理工藝參數(shù)。

VEMT-硬齒面減速機(jī) (2)

齒輪軸的斷裂分析:在齒輪軸距斷裂面約1.5厘米處模向切割得到個(gè)賀盤(pán),將該圓盤(pán)視為齒輪軸斷裂面,該齒輪減速電機(jī)的齒輪軸是個(gè)階梯式軸,發(fā)生斷裂的橫截面在結(jié)構(gòu)上突變較大,容易形成應(yīng)力集中而發(fā)生斷裂。塑性斷口上常呈現(xiàn)出纖維區(qū)、放射區(qū)及剪切唇區(qū)。該斷裂面上的灰暗色為纖維區(qū),有明顯放射花樣特征的為放射區(qū),表面比較平滑的為剪切唇區(qū),由此可以判斷該斷口屬于塑性斷口。在原齒輪減速機(jī)中齒輪軸靠近斷裂面的端取厚約1厘米的圓盤(pán)作為1號(hào)試樣,用該試樣進(jìn)行硬度測(cè)試,檢測(cè)部位及結(jié)果可以看出,硬度從齒輪減速電機(jī)軸心到軸表面依次為6.0、12.7、13.5和10.8HRC,而齒輪軸的技術(shù)要求為洛氏硬度為21-28HRC,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明齒輪減速機(jī)中齒輪軸的硬度均沒(méi)有達(dá)到技術(shù)要求。
金相組織分析:為了便于金相組織分析,在圖中所示圓盤(pán)上截取小部分并分成兩個(gè)試樣進(jìn)行金相試樣的制備及金相組織觀察。2號(hào)試樣檢測(cè)位置靠近齒輪軸表面約2毫米處和齒輪軸斷裂面靠近齒輪軸表面處;3號(hào)試樣檢測(cè)位置為靠近齒輪軸軸心處,對(duì)2號(hào)及3號(hào)試樣側(cè)面進(jìn)行金相試樣的制備、組織觀察及照相。2號(hào)試樣齒輪軸斷裂面靠近齒輪軸表面處的金相組織,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(jī)中齒輪軸表面的金相組織組織也為珠光體加鐵素體,相當(dāng)于退火狀態(tài)。
斷裂分析:齒輪軸的化學(xué)成分及磁粉探傷均符合要求,而齒輪減速電機(jī)齒輪軸的硬度沒(méi)有達(dá)到技術(shù)要求。這是由于齒輪軸的熱處理工藝不合理,造成齒輪軸軸心與齒輪軸表面組織同為層片狀珠光體加鐵素體,如果齒輪減速機(jī)中齒輪軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,組織應(yīng)為回火索氏體,片狀組織與球狀組織的力學(xué)性能對(duì)比可以看出,在硬度相同的情況下,滲碳體呈球狀時(shí),其屈服強(qiáng)度、塑性及韌性都較高,即回火組織具有較高的綜合力學(xué)性能,從齒輪減速馬達(dá)中齒輪軸斷裂面的宏觀斷口可以看出,齒輪軸斷裂面垂直于齒輪軸軸線,而且齒輪軸斷裂面靠近齒輪軸表面處存在很明顯的塑性變形區(qū)域,由此可以判斷該齒輪減速電機(jī)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,后確定為850OCX3.3h,30-50OC循環(huán)油淬火;650OCX6.6h,水冷或油冷。http://m.9cx1.cn/Products/lishijiansuji.html

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