回转减速机中心轮断裂原因分析

2018-01-25祝勇

时代农机 2017年11期

祝勇

（马鞍山福永智能科技有限公司，安徽马鞍山 243000）

回转式减速机的使用不仅涉及到工业生产中，在人们的日常生活中的使用也比较频繁，但是在使用过程中，避免不了出现一系列的故障，特别是中心轮断裂，不仅影响了回转减速机的使用，同时也给人们的人身安全带来了一定的危害，因此，为了更好地保证回转减速机的使用功能，就需要针对其中心轮断裂的原因进行分析，从而在使用中进行防范。

1 回转减速机中心轮理化检测

1.1 金相组织的检测

（1）宏观检测。回转减速机中心轮的断裂，从宏观角度分析，首先要从它的结构来进行分析，回转减速机中心轮是与从动轮配合进行传动的，一旦齿轮发生故障，中心轮断裂的情况往往比其它从动轮的情况更加严重，中心轮齿基本被磨平，并且还会有一些轮齿出现断裂脱落的情况，另外，在中心轮的上部凸出的轮台处，也会出现一定程度的剪切磨损，断口处一般都为一次性脆性断裂。在中心轮受力的轮齿面，通常会发生很明显的颜色变化，说明在中心轮受力的轮齿面承受了很大的磨损力度，并且在磨损的过程中，由于摩擦产生的高温还会对中心轮齿的材料进行破坏，从而留下一定的氧化金属或者氧化颜色等。

回转减速机中心轮的损坏一般表现为磨损程度严重、齿部变形以及脆性断裂等三种情况，根据不同的中心齿轮损坏情况可以判断不同程度的减速机工况，另外，除了中心轮的损坏外，与其配合使用的从动轮也会产生一定的破坏，由于中心轮是主要的动力传递和发起处，因此，中心轮需要承受的破坏力是最大的，相对于中心轮的破坏程度，从动轮的破坏程度就小得多，但是也是会出现一定程度的磨损、变形以及断齿现象。

（2）微观检测。在回转减速机的机械结构中，齿轮的应用是十分重要的一部分，只有合理科学的齿轮结构才能实现回转减速机正常的功能使用，而在众多的齿轮中，中心齿轮是动力传动的发起点，因此，它是实现减速机运转的动力结构基础，所以，在材料的选择上应选择较高强度的材料。倘若回转减速机中心轮发生断裂的情况时，我们需要应用专业设备对中心轮的使用材料和损坏的具体结构进行微观检测，合理分析地中心轮断裂的原因。

可以利用金相显微镜来对中心轮的断裂部位进行微观观察，根据其断裂的方向以及断裂的程度来判断回转机在运行中的大致问题偏向于哪个部分，比如，如果中心齿轮向一侧破裂，回转机在运行中就有可能是自身放置的重力产生的齿轮的承受力变大造成的，另外，对于中心轮破裂的齿面也可以进行截开，对于截开的齿轮样品进行合理的取样测试，在其表面用4%硝酸酒精溶液进行腐蚀，然后采用金相显微镜来对测试样品的机构变化进行观察，并使用测微尺进行相应的渗层深度测量，在测试样品经过4%硝酸酒精溶液进行腐蚀后，观察齿轮的渗碳层厚度是否均匀和连续，渗碳层表层是否为片状马氏体＋残余奥氏体组织，过渡区是否为马氏体＋贝氏体混合组织，芯部是否为低碳板条马氏体组织，并观察是否存在未溶铁素体，来判断齿轮淬火的程度是否合乎标准要求。

1.2 力学性能检测

（1）洛氏硬度检测。回转减速机中心轮断裂的力学性能的检测，首先就要对断裂样品的硬度来进行检测，在样品材料硬度的检测中，往往常用的硬度检测方法是洛氏硬度检测，来对中心轮进行表面和深层硬度的检测。洛氏硬度检测主要是使用120°金刚石圆锥或者淬火球作为压力头，在初实验力和总实验力先后作用的情况下，将压头压入断裂样品的表面，在一定的时间后，卸去总实验力而保留初试验压力进而检测压痕的深度。在实际的洛氏硬度检测中，要对中心轮的表面和深层分别进行多试点的硬度检测分析，从而来保证对中心轮断裂部分的材料硬度做到综合性分析，避免样点少而对硬度测试的效果产生影响。

（2）渗层深度检测。渗层深度检测需要使用金相法测量渗碳层深度，首先需要进行合理采样，在采样过程中，要求取样的断裂样品具有很好的代表性，对局部进行化学热处理的断裂样品，必须要在断裂样品处理过的表面取样，同时在选择断裂样品的时候，要选择样品中齿轮受破坏力比较大的部位，以及损坏程度最严重的部位来进行。此外，在试样的取样过程中，还要采取合理科学的取样方法来进行，一般主要采用纵向取样和横向取样两种方法，纵向取样是指沿着钢材的锻轧方向取样，而横向取样是指沿着垂直于钢材锻轧方向进行取样，然后再进行样品的清洗、试样的镶嵌以及样品的磨抛和化学侵蚀，再进行显微组织的观察和拍照，对于渗碳层的显微组织结构进行分析，包括渗碳层平衡状态的组织以及渗碳层淬火及回火后的组织，进行渗碳层深度的测量和计算。在渗碳层的深度计算中，根据不同的样品材料来进行不同标准的渗碳层深度标准，可以将过共析、共析层以及亚共析过渡层三个区域的和来作为渗碳层商务深度，还可以将过共析、共析层以及二分之一的亚共析过渡层作为渗碳层深度等。

2 原材料的化学检测

在回转减速机中心轮断裂样品的检测中，还需要对齿轮样品材料进行一定的化学检测，为了保证齿轮样品材料的化学成分检测的准确性，就需要对破损齿轮的齿芯部分进行采样，因为在中心轮断裂中，轮齿由于承受很大的压力，造成磨损齿轮的温度急剧升高。在温度升高的过程中，磨损的部分就会发生材料性质的变化，以及会产生一定的氧化层，如果对断裂表面部分进行样品采样，就会对齿轮材料化学成分含量的准确测量造成很大的影响，而在中心轮断裂样品的齿芯处，由于没有承受巨大的摩擦力，其化学成分基本没有发生变化，对这部分进行样品取样就能够很准确地进行断裂样品的化学成分检测。

对于回转减速机中心轮断裂样品的化学成分检测中，首先，要对中心轮进行有效的解剖，采取合格的材料样品，然后应用相应的化学设备进行化学成分检测，比如使用火花原子放射光谱仪来进行检测，检测的主要化学成分包括锰、磷、硅、碳、硫等元素，它们是机械设备材料中的主要化学成分，也是区分普通钢铁和优质钢铁的主要依据元素，它们的含量标准是否符合规定要求，直接影响着钢铁的机械性能，在回转减速机中心轮断裂样品的成分检测中它们也是主要的检测内容，通过参考国标含量来进行化学成分的合格判定，具体的化学成分国标含量如表1所示。

表1 钢铁材料元素国标含量表

3 对回转减速机中心轮断裂原因分析和讨论

通过对上述回转减速机中心轮断裂情况的分析和研究，从金相组织的检测、力学检测以及化学成分检测中可以看出回转减速机中心轮断裂情况是一个十分复杂的过程，它不仅涉及到中心齿轮的损坏，同时还具有损坏的一系列联动反应，进而造成损害的扩大。

对回转减速机中心轮断裂情况的出现，造成了中心齿轮的负载超过其承载的范围。而中心齿轮承载力过大可能是由于齿轮组装配不合格的问题造成的，这样就会造成中心轮转动时阻力过大，同时还十分不稳定。另外，中心齿轮的表面润滑程度也很重要，润滑程度不够会造成摩擦的恶性循环，使得中心轮的表面磨损超过其所承载的范围，出现一些列的磨损、变形、断齿。同时，在回转减速机工作的时候，如果出现噪音过大的现象或者齿轮运转不稳定情况时，就应及时进行停机检查，避免造成齿轮的继续破坏。

4 维护保养措施

回转减速机使用中，由于中心轮断裂情况出现会造成很大的联动危害，因此，为了避免中心轮断裂故障的出现，就需要对回转减速机进行及时维护和保养。比如，在回转减速机使用前，要对其进行定期检查，看是否存在一定的安全隐患，对于齿轮的情况进行及时有效分析，做好齿轮的润滑工作，便于后期的顺利使用。另外，在回转减速机使用后，要对其运行情况进行有效记录和总结，对其安全性能进行分析，对于回转减速机还要进行及时的清理工作，保证杂物对机械设备安全的影响。