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混凝土搅拌机减速机齿轮轴损坏原因

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混凝土搅拌机减速机齿轮轴损坏原因

发布日期:2018-10-26 作者:泰兴市和盛传动机械制造有限公司 点击:

前言

      仕高玛搅拌机减速机配套使用的行星减速机使用了 9 个多月时发现齿轮轴损坏,导致其无法正常使用。该减速机型号为 YNF1110、传动比为 500、装配型式为 V11。减速机损坏前配套的 YP250M-4 型电动机功率为 55 k W、转速 1450 r/min、公称传动比 i = 500,24 h 连续单向旋转工作,环境温度为室温,搅拌机工作介质为液体或半液体。本文对减速机齿轮轴的损坏原因进行分析。

1 理化检验

     发生损坏的减速机齿轮轴的宏观照片如图 1所示。从图中可以看出,该齿轮轴的主轴未发生明显的损伤,但轴上的多个轮齿发生断裂。对损坏的轮齿进行仔细的观察可以发现,所有断裂轮齿的断面上均能看到清晰的启裂区和扩展放射区,启裂区在轮齿同一侧,向另一侧扩展,断口都是由启裂区启裂后直接扩展断裂,如图 2a 所示。在未发生断裂的轮齿上部分区域有明显的挤压损伤,如图 2b 箭头处所示。同时,还观察到轮齿受挤压破碎的形貌,如图 2c 箭头处所示,表明轮齿在使用过程中受到了很大的外力作用。

2 显微组织

      在轮齿上取样进行显微组织观察,得到的结果如图 3 所示。轮齿表面有一层渗层,齿顶部、两侧啮合面和齿根部的渗层深度分别为 571 μm、1102μm 和 910 μm( 分别见图 3a、图 3b 和图 3c) 。渗层的显微组织为细针回火马氏体。轮齿心部的显微组织为针状回火马氏体,如图 3d 所示。

1. 3 硬度测试

对轮齿进行了硬度测试,结果见表 1。

2、综合分析

      减速机是一种动力传达机构,将电动机、内燃机或其它高速运转的动力的回转数减速到所要的回转数,并得到较大转矩的机构。一般是通过输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的。在工作的过程中,减速机的齿轮一般都要承受较大的交变甚至冲击载荷,接触应力大,齿面易磨损,因此对齿轮要求是齿轴的要求是表面硬且耐磨,心部强而韧〔1-2〕。就本文所分析的齿轮轴来看,显微组织检验发现其经过渗碳( 氮) 处理,齿顶、啮合面和齿根都具有较厚的渗层厚度,硬度测试表明其表层具有较高的硬度而心部硬度适中,符合产品的技术要求,满足齿轮的应用条件。

      然而,宏观分析表明,所有断裂轮齿的断面上启裂区均在轮齿同一侧,都是由启裂区启裂后直接向另一侧扩展形成扩展断裂。同时轮齿上部分区域有明显的挤压损伤甚至挤压破碎的形貌,表明轮齿在使用过程中受到了很大的外力作用,断定齿轮的破坏属于纯机械过载损坏。在实际生产中,减速器应根据传动比和使用要求确定类型,根据机械强度确定规格,并校核许用热功率。减速机的计算功率可以通过下式计算。

     根据本文所分析的减速机的实际工作参数并查表可以算得搅拌机工作介质为液体或半液体时的计算功率分别为 82. 5 kW 和 99 kW。而该YNF1110-500 型减速机不能满足搅拌机工作时的强度要求。选型不当是该减速机齿轮轴发生纯机械过载损坏的主要原因。

结束语

      齿轮轴的显微组织、渗层深度和硬度均符合设计要求,减速机齿轮轴破坏属于纯机械过载损坏。因此,要使该搅拌机能正常工作,必须要重新选择减速机,其机械强度必须满足搅拌机工作需要。当搅拌机工作介质为液体时,选用YNF1240-500型减速机满足强度要求; 当搅拌机工作介质为半液体时,选用 YNF1400-500 型减速机满足强度要求。


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