同济大学经济与管理学院 （上海 200092）张 庆

近期，我公司新研制的60HP两轮驱动拖拉机，在田间作旋耕试验时，动力输出轴发生了4次折断的现象（见图1）。动力输出轴是实现将拖拉机的动力向农机具传递的关键部件，如果该问题不能解决，将影响该型车的研制及投产。

图1

1.背景信息

共断4 次，使用时间及工况见表1。

表1

动力输出轴断时，拖拉机正进行旋耕作业，在农田的中间，未在田头的转弯处（见图 2）。

图2

图样材料技术要求：20NC6或18NCD6、20CrNi3H，硬度为58～61HRC，渗碳深度为0.7～1mm；实际使用材料20MnCr5（化学成分见表2），标准参见 DIN EN 10084，心部硬度为30～45HRC。

表2 20MnCr5化学成分（质量分数） （%）

该拖拉机设计功率为60HP，采用三点液压提升装置。旋耕的特点是负荷波动大，容易产生超载导致断轴。

2.检查及检测

（1）工况检查 对现场操作了调查并摄像。经反复观察，拖拉机处于正常操作及工作状态，田间没有发现硬的异物。万向节及传动轴上没有多少缠绕的作物及杂草等非正常异物。

（2）尺寸检查 动力输出轴颈处R52mm值（见图3），实物检查为只有32mm，不符合要求。其他实物尺寸与图样相符。

图3

（3）材料检查 化学成分检查见表3，检查结果显示，实物与图样标准不符合。

表3 实际检验化学成分（质量分数） （%）

硬度及表面硬度分布检查。表面硬度及分布见表4，可见表面硬度符合图样要求，而渗碳层深度（见表5）不合格。心部硬度见表6，符合要求。

表4 表面硬度检测 （HRC）

表5 渗碳层深度检测

图4

表6 心部硬度检测 （HRC）

金相检查，渗碳层组织要求为回火马氏体和10%～30%的残留奥氏本组成，实际上没有发现残留奥氏体（见图5），不合格。……