減速機(jī)斷軸的原因分析

減速機(jī)使用30多小時(shí)后,，齒輪減速機(jī)軸發(fā)生彎曲，該軸在進(jìn)行冷校直時(shí)發(fā)生斷裂,。通過對(duì)斷裂軸的斷口宏微觀分析,、金相檢驗(yàn)以及硬度測(cè)定，認(rèn)為該軸是在應(yīng)力集中條件下承受對(duì)稱旋轉(zhuǎn)彎曲載荷作用,，產(chǎn)生早期疲勞斷裂,。造成疲勞斷裂的原因是由于熱處理工藝不合理，致使材料力學(xué)性能未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,，導(dǎo)致軸的疲勞抗力降低,，加之圓角加工較差,，工作時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中，加速了軸的疲勞斷裂,。    

查閱減速機(jī)軸的有關(guān)技術(shù)資料,，該軸采用17crnimo6鋼制造，軸整體經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后,，表面進(jìn)行中頻處理,，使軸表面及退刀槽根部洛氏硬度達(dá)到59～62hrc。  

1理化檢驗(yàn)  

1.1斷軸宏觀分析  

斷裂位于伺服用減速機(jī)軸表面退刀槽根部,。

斷口表面有較明顯的貝殼狀花樣,，屬于典型的疲勞斷裂。斷口由疲勞裂源區(qū),、裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬間斷裂區(qū)三個(gè)區(qū)域組成,。

仔細(xì)觀察斷口裂紋源區(qū)，其表面較平坦,，尺寸在距表面5mm范圍內(nèi),。裂紋擴(kuò)展區(qū)貝紋線比較扁平。瞬間斷裂區(qū)在裂源的對(duì)面,，呈橢圓形,，斷口形貌為纖維狀，表明伺服用減速機(jī)軸主要受旋轉(zhuǎn)彎曲應(yīng)力,。斷口瞬斷區(qū)域較小,、較圓約占整個(gè)斷口面積的1/6，說明軸整體受力較小,，屬典型的高周疲勞斷裂,。由疲勞區(qū)及貝紋線的形態(tài)可知，疲勞裂紋擴(kuò)展過程中兩側(cè)較快,，說明退刀槽根部有應(yīng)力集中現(xiàn)象,。  

1.2斷口微觀分析  

用amray21000b型掃描電鏡觀察樣品斷口，斷裂起源于軸表面退刀槽根部,，該處有機(jī)加工刀痕,；裂紋擴(kuò)展區(qū)可見疲勞條紋，瞬斷區(qū)為細(xì)小韌窩,。

1.3化學(xué)成分分析  

化學(xué)成分分析試樣取自斷口附近,，分析結(jié)果化學(xué)成分符合技術(shù)要求,。

1.4洛氏硬度檢測(cè)  

伺服用減速機(jī)在斷口附近取樣,，將橫截面磨平，從邊緣向心部逐點(diǎn)進(jìn)行硬度測(cè)定,，結(jié)果均在36～37hrc范圍內(nèi),；沿軸的縱向表面測(cè)定硬度,，結(jié)果在38～39hrc范圍內(nèi)。從硬度結(jié)果看出,，軸的表面硬度與心部硬度相近,，且均低于設(shè)計(jì)要求。