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分解槽專用減速機一、二級齒輪軸斷裂的主要原

編輯:減速機???發布時間:2019-03-12

斷軸斷齒的主要原因從以上齒輪軸斷口的宏觀分析和電鏡分析,以及疲勞強度校核計算結果,可以判定分解槽專用減速機一、二級齒輪軸斷裂的主要原因是:軸斷口處,軸中心區與邊界顯微組織都為缺陷組織,晶粒粗大,熱處理溫度偏高,使得軸的脆性增加,韌性和塑性不足。分解槽專用減速機一、二級齒輪軸的疲勞強度不足,安全系數偏小

斷軸斷齒的主要原因從以上齒輪軸斷口的宏觀分析和電鏡分析,以及疲勞強度校核計算結果,可以判定分解槽專用減速機一、二級齒輪軸斷裂的主要原因是:軸斷口處,軸中心區與邊界顯微組織都為缺陷組織,晶粒粗大,熱處理溫度偏高,使得軸的脆性增加,韌性和塑性不足。分解槽專用一、二級齒輪軸的疲勞強度不足,安全系數偏小,小于許用安全系數S = 1 3 1 5.材料組織缺陷和疲勞強度不足的共同作用,致使裂紋源過早形成并迅速向心部擴展,運轉精度惡化,因而在載荷作用下斷軸斷齒相繼發生。

分解槽專用減速機斷軸斷齒全部發生在一、二級軸,二級軸斷裂根數較一級軸稍多。減速機齒輪軸斷裂前電機電流沒有出現過負荷跳閘等明顯預兆,均為突發性事故造成被迫停機。斷裂位置大部在應力集中敏感區。

斷口的宏觀分析可見斷口呈沙灘狀斷紋,斷口齊整,斷口裂紋區不明顯,光滑區極少,說明產生裂紋到斷裂時間不長。

斷口宏觀形貌a沙灘狀條紋; b最后斷裂區斷口的電鏡分析表明3,軸中心與邊界顯微組織相同,都是上貝氏體+少量條狀馬氏體,晶粒粗大,顯微硬度也基本相同( HV= 380 ,斷口呈典型的上貝氏體穿晶斷裂。對斷口進行電鏡微觀掃描表明,表面形成的裂紋沿45方向向心部擴展,斷口屬晶間脆性斷裂,可觀察到沿晶界微裂紋以及冰糖狀斷口特征。

表面裂紋沿45角方向向心部擴展由此可知,上貝氏體這一缺陷組織的存在,降低了軸的韌性;整個斷口顯微硬度相同,說明淬硬層過深,晶粒粗大,表征加熱溫度偏高,增加了材料的脆性。

可以認為,減速機的齒輪軸由于熱處理不當得到的有缺陷的金相組織,使得齒輪軸心部缺少必要的韌性和塑性。在負荷工作條件下,處于應力集中區的表面裂紋源形成并向心部擴展,裂紋的形成和擴展使齒輪軸在初始階段產生微量變形,破壞了原有的幾何運轉中心,致使齒輪軸運轉精度惡化,而運轉精度的惡化又導致了不均勻沖擊載荷的加劇,因而裂紋源迅速擴展,在不太長時間內引起齒輪軸的疲勞斷裂。

3. 2疲勞強度校核為了進一步證明齒輪軸的疲勞斷裂,有必要對1 2級齒輪軸進行疲勞強度校核。

分解槽專用減速機1 4級齒輪軸材料為Ni Cr Mo合金鋼,鋼號為815A16 4,其化學成分與國內20CrN iMo鋼相近。

12級齒輪軸實測的基本數據。齒輪軸強度校核計算結果(考慮了皮帶輪作用力及制造安裝誤差影響)。

疲勞強度校核計算表明,該減速機一級齒輪軸安全系數,截機IS = 1 05,截面S = 1 56,二級齒輪軸截面IS = 0 7,截面S = 1 01,除一級軸截面外,均小于S = 1 3 1 5,這是引起軸斷裂的又一原因。事實上發生的斷裂也恰好落在應力集中的危險截面區域內。

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