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R系列减速电机低速轴断裂原因

文章出处:admin 人气:发表时间:2018-10-30 11:28

   R系列减速电机低速轴断裂原因。斜齿轮减速机低速轴断裂失效主要原因是缺陷与过载两大因素。当外加载荷超过材料强度极限而造成零件断裂称为过载断裂。R系列减速电机低速轴在锻造、焊接和热处理过程中的微裂纹、缩孔气泡、大块外来杂物、过热组织及局部烧伤等缺陷,在冲击过载或剧烈振动时会在缺陷处引起断裂,称为缺陷断裂。下面通过宏观和微观断口形貌分析、材料金相组织及成分检测和力学性能测试等对R系列齿轮减速马达低速轴断裂失效原因进行分析。
 
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斜齿轮减速机轴断口宏观形貌分析:宏观检查发现R系列减速电轴断裂部位在轴颈台阶连接处,该部位由于轴径小且存在应力集中,属于整个斜齿轮减速机轴受力大和容易发生断裂危险的部位。宏观断口检查表明R系列减速马达轴断口属于典型的扭转应力所致断口,断口较平整且有脆性特征,不排除低周疲劳断裂的可能性。键槽位置过于靠近轴颈台阶连接处会进步削弱轴颈处的有效承载能力,从而加速斜齿轮减速机低速轴的断裂。
化学成分分析:R系列减速电机轴材料的X射线荧光光谱成分分析,结果表明斜齿轮减速机轴材料为碳钢,不含其他合金元素,根据轴类零件般选材原则,可以初步判断为45号钢。考虑到R系列减速电机轴外表层和中心部位微观组织,以及横剖面、纵剖面微观组织可能存在的不致性,分别对斜齿轮减速机轴外表层和中心部位的横剖面、纵剖面微观组织进行观察,结果表明,该齿轮减速箱轴外表面没有经过渗碳处理或其他表面处理。基本组织为铁素体,从铁素体和珠光体含量比例来看,该斜齿轮减速机轴碳质量分数约为0.45%,结合前面成分分析来看,可以确认减速机轴材料为45号钢,另外,从R系列减速电机轴基本组织来看,该R系列减速电机轴没有经过调质处理。从铁素体的分布形态来看,铁素体呈网状分布于晶界,并向晶内生长,形成具有定取向的针片状晶内铁素体,具有魏氏体组织特征,魏氏体组织的出现会严重降低钢的韧性、塑性和强度,尤其会增加钢的脆性。由于魏氏体般是在较慢的冷却速度条件下形成,并结合考虑基本组织具有非常粗大的晶粒度(2—3),可以确认该斜齿轮减速机轴甚至没有经过正火处理,完全不符合热处理工艺要求的规定。R系列减速电机轴显微硬度为210-290HV02.铁素体区硬底偏低,而珠光体区硬度偏高,硬度分而明显不均匀。
从R系列减速电机轴断口表面的微观形貌看出,断口表面覆盖大量腐蚀产物,局部可见擦伤痕迹,表明斜齿轮减速机轴的断裂过程并非瞬间完成,由于断口腐蚀破坏严重,难以观察到断口微观形貌细节,不过仍可又判断该斜齿轮减速机轴的断裂类型属于低周疲劳断裂。R系列减速电机轴的应力集中、表面状态、对尺寸及零件所用材质的屈服极限是直接影响零件疲劳的主要因素,采取对斜齿轮减速机轴调质处理工艺,键槽位置过于靠近轴颈台阶连接处会进步削弱轴颈处的有效承载能力,从而加速R系列减速电机轴的断裂,建议将键槽位置适当避开轴颈台阶处。
 
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