前言

      仕高瑪攪拌機(jī)減速機(jī)配套使用的行星減速機(jī)使用了 9 個(gè)多月時(shí)發(fā)現(xiàn)齒輪軸損壞，導(dǎo)致其無(wú)法正常使用。該減速機(jī)型號(hào)為 YNF1110、傳動(dòng)比為 500、裝配型式為 V11。減速機(jī)損壞前配套的 YP250M-4 型電動(dòng)機(jī)功率為 55 k W、轉(zhuǎn)速 1450 r/min、公稱傳動(dòng)比 i = 500，24 h 連續(xù)單向旋轉(zhuǎn)工作，環(huán)境溫度為室溫，攪拌機(jī)工作介質(zhì)為液體或半液體。本文對(duì)減速機(jī)齒輪軸的損壞原因進(jìn)行分析。

1 理化檢驗(yàn)

      發(fā)生損壞的減速機(jī)齒輪軸的宏觀照片如圖 1所示。從圖中可以看出，該齒輪軸的主軸未發(fā)生明顯的損傷，但軸上的多個(gè)輪齒發(fā)生斷裂。對(duì)損壞的輪齒進(jìn)行仔細(xì)的觀察可以發(fā)現(xiàn)，所有斷裂輪齒的斷面上均能看到清晰的啟裂區(qū)和擴(kuò)展放射區(qū)，啟裂區(qū)在輪齒同一側(cè)，向另一側(cè)擴(kuò)展，斷口都是由啟裂區(qū)啟裂后直接擴(kuò)展斷裂，如圖 2a 所示。在未發(fā)生斷裂的輪齒上部分區(qū)域有明顯的擠壓損傷，如圖 2b 箭頭處所示。同時(shí)，還觀察到輪齒受擠壓破碎的形貌，如圖 2c 箭頭處所示，表明輪齒在使用過(guò)程中受到了很大的外力作用。

2 顯微組織

      在輪齒上取樣進(jìn)行顯微組織觀察，得到的結(jié)果如圖 3 所示。輪齒表面有一層滲層，齒頂部、兩側(cè)嚙合面和齒根部的滲層深度分別為 571 μm、1102μm 和 910 μm( 分別見(jiàn)圖 3a、圖 3b 和圖 3c) 。滲層的顯微組織為細(xì)針回火馬氏體。輪齒心部的顯微組織為針狀回火馬氏體，如圖 3d 所示。

1. 3 硬度測(cè)試

對(duì)輪齒進(jìn)行了硬度測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表 1。

2、綜合分析

      減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，將電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或其它高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。一般是通過(guò)輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來(lái)達(dá)到減速的目的。在工作的過(guò)程中，減速機(jī)的齒輪一般都要承受較大的交變甚至沖擊載荷，接觸應(yīng)力大，齒面易磨損，因此對(duì)齒輪要求是齒軸的要求是表面硬且耐磨，心部強(qiáng)而韌〔1-2〕。就本文所分析的齒輪軸來(lái)看，顯微組織檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其經(jīng)過(guò)滲碳( 氮) 處理，齒頂、嚙合面和齒根都具有較厚的滲層厚度，硬度測(cè)試表明其表層具有較高的硬度而心部硬度適中，符合產(chǎn)品的技術(shù)要求，滿足齒輪的應(yīng)用條件。

      然而，宏觀分析表明，所有斷裂輪齒的斷面上啟裂區(qū)均在輪齒同一側(cè)，都是由啟裂區(qū)啟裂后直接向另一側(cè)擴(kuò)展形成擴(kuò)展斷裂。同時(shí)輪齒上部分區(qū)域有明顯的擠壓損傷甚至擠壓破碎的形貌，表明輪齒在使用過(guò)程中受到了很大的外力作用，斷定齒輪的破壞屬于純機(jī)械過(guò)載損壞。在實(shí)際生產(chǎn)中，減速器應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)比和使用要求確定類型，根據(jù)機(jī)械強(qiáng)度確定規(guī)格，并校核許用熱功率。減速機(jī)的計(jì)算功率可以通過(guò)下式計(jì)算。

      根據(jù)本文所分析的減速機(jī)的實(shí)際工作參數(shù)并查表可以算得攪拌機(jī)工作介質(zhì)為液體或半液體時(shí)的計(jì)算功率分別為 82. 5 kW 和 99 kW。而該YNF1110-500 型減速機(jī)不能滿足攪拌機(jī)工作時(shí)的強(qiáng)度要求。選型不當(dāng)是該減速機(jī)齒輪軸發(fā)生純機(jī)械過(guò)載損壞的主要原因。

結(jié)束語(yǔ)

      齒輪軸的顯微組織、滲層深度和硬度均符合設(shè)計(jì)要求，減速機(jī)齒輪軸破壞屬于純機(jī)械過(guò)載損壞。因此，要使該攪拌機(jī)能正常工作，必須要重新選擇減速機(jī)，其機(jī)械強(qiáng)度必須滿足攪拌機(jī)工作需要。當(dāng)攪拌機(jī)工作介質(zhì)為液體時(shí)，選用YNF1240-500型減速機(jī)滿足強(qiáng)度要求; 當(dāng)攪拌機(jī)工作介質(zhì)為半液體時(shí)，選用 YNF1400-500 型減速機(jī)滿足強(qiáng)度要求。