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齿轮减速机齿轮轴断裂分析

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2017-07-21 11:48:48    点击数:-   【

齿轮减速机齿轮轴断裂分析。齿轮轴是齿轮减速机中很重要的零件,有的齿轮减速电机齿轮轴材料选用42CrMo钢。这种材质的热处理工艺般难于控制,导致其力学性能也难于达到技术要求。根据设计要求,齿轮轴需要进行调质处理,使硬度达到210-280HBS.使用时不能允许有裂纹。但齿轮减速机中的齿轮轴在使用过程中发生断裂,技术人员对齿轮轴的化学成分进行检验,钢中的碳、铬、钼含量均符合材料的成分要求。对该批零件进行磁粉探伤,均没有发现裂纹。下面就对齿轮减速马达齿轮轴的断裂情况进行分析,并制定出合理的热处理工艺参数。

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齿轮轴的断裂分析:在齿轮轴距断裂面约1.5厘米处模向切割得到个贺盘,将该圆盘视为齿轮轴断裂面,该齿轮减速电机的齿轮轴是个阶梯式轴,发生断裂的横截面在结构上突变较大,容易形成应力集中而发生断裂。塑性断口上常呈现出纤维区、放射区及剪切唇区。该断裂面上的灰暗色为纤维区,有明显放射花样特征的为放射区,表面比较平滑的为剪切唇区,由此可以判断该断口属于塑性断口。在原齿轮减速机中齿轮轴靠近断裂面的端取厚约1厘米的圆盘作为1号试样,用该试样进行硬度测试,检测部位及结果可以看出,硬度从齿轮减速电机轴心到轴表面依次为6.0、12.7、13.5和10.8HRC,而齿轮轴的技术要求为洛氏硬度为21-28HRC,实验结果表明齿轮减速机中齿轮轴的硬度均没有达到技术要求。
金相组织分析:为了便于金相组织分析,在图中所示圆盘上截取小部分并分成两个试样进行金相试样的制备及金相组织观察。2号试样检测位置靠近齿轮轴表面约2毫米处和齿轮轴断裂面靠近齿轮轴表面处;3号试样检测位置为靠近齿轮轴轴心处,对2号及3号试样侧面进行金相试样的制备、组织观察及照相。2号试样齿轮轴断裂面靠近齿轮轴表面处的金相组织,可以看出,其组织为珠光体加铁素体,有典型的韧窝状花样,具有明显的塑性变形;该齿轮轴轴心的金相组织显示,白色块状的是铁素体,灰色的是珠光体,轴心组织为珠光体加铁素体,齿轮减速机中齿轮轴表面的金相组织组织也为珠光体加铁素体,相当于退火状态。
断裂分析:齿轮轴的化学成分及磁粉探伤均符合要求,而齿轮减速电机齿轮轴的硬度没有达到技术要求。这是由于齿轮轴的热处理工艺不合理,造成齿轮轴轴心与齿轮轴表面组织同为层片状珠光体加铁素体,如果齿轮减速机中齿轮轴进行调质处理,组织应为回火索氏体,片状组织与球状组织的力学性能对比可以看出,在硬度相同的情况下,渗碳体呈球状时,其屈服强度、塑性及韧性都较高,即回火组织具有较高的综合力学性能,从齿轮减速马达中齿轮轴断裂面的宏观断口可以看出,齿轮轴断裂面垂直于齿轮轴轴线,而且齿轮轴断裂面靠近齿轮轴表面处存在很明显的塑性变形区域,由此可以判断该齿轮减速电机中齿轮轴断裂为剪切断裂。这样就需要选择合理的热处理工艺,后确定为850OCX3.3h,30-50OC循环油淬火;650OCX6.6h,水冷或油冷。/Products/lishijiansuji.html

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