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具体案例具体分析——减速机的断轴

来源:未知 作者:知名干式变压器报 时间:2020-07-18 21:25 点击量:
[具体案例具体阐明——减速机的断轴]:某客户反馈某减速机使用30多小时后,齿轮减速机轴发生弯曲,该轴在进行冷校直时发生断裂。过程对断裂轴的断口宏微观剖析、金相磨练以及硬度测定,认为该轴是在应力集中前提下承受对称扭转弯曲载荷感化,发生早期疲...

某客户反馈某减速机使用30多小时后,齿轮减速机轴发生弯曲,该轴在进行冷校直时发生断裂。经由对断裂轴的断口宏微观阐发、金相检修以及硬度测定,认为该轴是在应力集中前提下承受对称扭转弯曲载荷感化,发生早期委靡断裂。造成委靡断裂的原因是因为热处理工艺不对理,致使材料力学机能未达到设计要求,导致轴的委靡抗力降低,加之圆角加工较差,工作时发生应力集中,加快了轴的委靡断裂。

减速机:轴,疲惫断裂,退刀槽。

安装使用30h余后,齿轮减速机轴发生弯曲,无法正常使用,在对弯曲的减速机轴进行冷校直时,轴倏忽发生断裂。 查阅减速机轴的有关手艺资料,该轴采用17CrNiMo6钢制造,轴整体经调质处理后,皮相进行中频处理,使轴轮廓及退刀槽根部洛氏硬度达到59~62HRC。断裂位于减速机轴外观退刀槽根部。

(1轴断裂位置(mm) 图2宏观断口描写)

宏观断口见图2,断口轮廓有较显着的贝壳状花腔,属于典型的委靡断裂。断口由委靡裂源区、裂纹扩展区和瞬间断裂区三个区域构成。

细心视察断口裂纹源区,其外观较平展,尺寸在距外面5mm局限内(图2A处)。裂纹扩展区贝纹线角力扁平。瞬间断裂区在裂源的对面,呈卵形,断口描写为纤维状,表明减速机轴首要受扭转弯曲应力。断口瞬断区域较小、较圆约占整个断口面积的1/6,说明轴整体受力较小,属典型的高周委靡断裂。由疲惫区及贝纹线的形态可知,委靡裂纹扩展过程中两侧较快,说明退刀槽根部有应力集中现象。用扫描电镜察看样品断口,断裂发源于轴外观退刀槽根部,该处有机加工刀痕。

(见图3;裂纹扩展区可见委靡条纹;见图4;瞬断区为藐小韧窝)

图3断裂源描述200× ,图4裂纹扩展区委靡条纹400× ,化学成分剖析试样取自断口周边,剖析成果(质量分数)列于表1,化学成分合适手艺要求。

在断口邻近取样,将横截面磨平,从边缘向心部逐点进行硬度测定,效果均在36~37HRC局限内;沿轴的纵向概况测定硬度,了局在38~39HRC规模内。从硬度成绩看出,轴的外观硬度与心部硬度邻近,且均低于设计要求。 .

在裂源邻近取样进行金相阐明,非金属同化物为A2,B1,D1e(按GB10561-1989评定);晶粒度7.5级(按GB6394-1986评定);委靡源区及外观与心部显微组织均为回火索氏体, 经由金相组织阐发,认为该轴是在调质热处理状况下,未经任何外观处理直接投入使用的。

(1)减速机轴纵向轮廓与轴横端面的洛氏硬度检测效果表明,失效轴硬度值在36~39HRC,远低于手艺要求的59~62HRC,显然与设计要求不符。

(2)该轴从皮相诚意部的组织为回火索氏体,说明该轴是在调质热处理状况下使用的,这与所测得轴的洛氏硬度相吻合。轴的工作状况要求其轮廓硬度较高、耐磨,心部硬度相对较低,韧性较好。凡是环境,轴概况普通经高频或中频处理后才使用,而失效轴的调质使用状况与理论要求的高频或中频概况处理使用状况不相符,因为工艺上的错误理,造成轴的疲惫抗力降低。

(3)从减速机轴断裂的位置看,委靡发源于轴的退刀槽应力集中处。从微观断口看,有明明的三个区域即裂纹源区、扩展区和瞬断区,属典型的委靡断裂。断口贝纹线角力扁平,裂纹扩展前沿线两侧的裂纹扩展速度较大,瞬断区在裂纹源的对面,由此可见,失效轴首要受扭转弯曲应力。而从瞬断区较小较圆看,失效轴整体受力较小。凭据上述断口剖析成效及断裂描述,认为轴断裂属中等名义应力集中前提的扭转弯曲发生的疲惫断裂。轴在承受扭转弯曲应力的感化下,因为轴的外观硬度较低,加上退刀槽应力集中,使轴在正常工作应力下在退刀槽处过早的发生委靡裂纹,跟着轮回载荷的感化,委靡裂纹络续向基体内扩展,致使轴的有效承载尺寸削减,并发生弯曲,当进行冷校直时,对轴的凸起偏向施加必然向下的外力时,导致轴的断裂。

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