简述减速机断轴的内在三种因素
内在因素主要包括如下几个方面蜗轮蜗杆减速机:
减速机(Retarder)设计时轴断裂处应力过大;
减速机(Retarder)输入轴处轴肩处未精细考虑(consider)过渡(transition)圆角的曲率半径和变化曲线使应力集中严重发生疲劳破坏;
输入轴的材料(Material)选用不当。
减速机为垂直轴形式,第一级输入轴为伞齿轮(Gear)轴蜗轮蜗杆减速机,在伞齿轮支承轴承(bearing)处过渡(transition)轴肩处出现较严重的应力集中而发生疲劳破坏(vandalism);
减速机为硬齿面减速机,减速机输入轴直径较细,虽然计算强度(strength)时通过,因轴本身很细,同样在轴直径变化处应力集中严重并发生疲劳破坏(vandalism);蜗轮蜗杆减速机输入轴的热处理(chǔ lǐ)质量不合格;
使用过程中有裂纹产生甚至有断裂(fracture)倾向,这对安全生产(Produce)有很大的危害。蜗杆工艺要求:蜗杆齿部硬度大于45HRC,芯部硬度不大于30HRC。原热处理(chǔ lǐ)工艺采用20Cr钢经渗碳后盐炉淬火。金相分析(Analyse)发现:蜗杆表面硬度符合工艺要求,但是芯部硬度偏高,很明显渗碳时的碳已扩散到芯部,使芯部硬度偏高韧性(toughness)不足内应力增大,内应力增大等是产生裂纹和断裂倾向的根源;而且我们认为20Cr渗碳后盐炉淬火这样的二步热减速机(Retarder)处理生产成本比比较高且变形量大,淬火后变形量大往往需要再增加一道校直工序,使生产周期和成本进一步提高
第一种热处理工艺:盐炉加热温度(temperature)840~850℃,保温10min,水冷,低温回火。齿轮减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备,把电动机普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果,大小齿轮的齿数之比,就是传动比。随着减速机行业的不断发展,越来越多的企业运用到了减速机。金相分析和硬度测试(TestMeasure):蜗杆齿根部硬度都在50HRC以上,淬硬层深度约2.5mm。磁粉探伤和减速机金相分析发现大部分蜗杆有细小裂纹,裂纹都位于齿根部,平均长度4~5mm,这是因为蜗杆齿根部的直径正好处于45钢常规淬火(quenching)危险尺寸范围内。
第二种热处理(chǔ lǐ)工艺:盐减速机炉加热温度(temperature)840~850℃,零保温1~2min,水淬油冷,低温回火。行星齿轮减速机相对其他减速机,行星减速机具有高刚性,高精度(单级可做到1分以内),高传动效率(单级在97%-98%),高的 扭矩/体积比,终身免维护等特点。金相分析和硬度测试:蜗杆齿部硬度都在45HRC以上,淬硬层深度约2mm。显微硬度检测(检查并测试)发现硬度梯度分布合理。磁粉探伤检测和金相分析同样未发现淬火(quenching)裂纹。
第三种热处理工艺:盐炉亚温加热780~790℃,保温10min,水冷,低温回火。硬齿面齿轮减速机传动的效率是所有传动式中效率最高的一种,其效率比蜗杆传动要高的多。齿轮减速机的效率主要由齿轮及轴承的摩擦决定。金相分析和硬度(Hardness)测试:蜗杆齿部硬度都在45HRC以上,淬硬层深度约2mm,显微硬度检测发现硬度梯度分布合理。磁粉(magnetic particle)探伤检测和金相分析均未发现蜗杆有淬火(quenching)裂纹。