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      1. 泰兴减速机

        减速机低速齿轮轴裂纹原因分析

        发布时间:2017-06-28 23:53:00 点击:

          泰兴减速机:1900减速机是轧机的主减速机,2003年5月16日由于卡钢诱发主减速机低速齿轮轴与弹性联轴器连接的φ500mm轴段产生裂纹。弹性联轴器C盘向外窜出约13mm,与轴肩间隙由2mm变为15mm。
          一、原因分析
          1.裂纹分析
          裂纹如图3所示,AB部分裂纹很细小,沿圆周约400mm,BC部分宽度明显增加,约1mm,沿轴向约45°向弹性联轴器C盘内延伸,经超声波探伤测出CD段延伸到轴头。从裂纹的宏观现象分析为典型的扭转断裂。

          2.力学计算分析
          (1)低速齿轮轴最小破坏扭矩T计算后得知
          T=2 920~3 530kN?m
          (2)安全销强度计算
          安全销位于弹性联轴器C盘和B盘之间,是轧机传动系统的安全装置,通常均布安装三根φ72mm安全销,在卡钢时有两根安全销断裂。对安全销强度进行计算:
          三根安全销断裂时所需扭矩
          T=2 600kN?m
          安全销由于受安装精度影响会产生受力不均匀现象,即一根或两根安全销单独受力,因此,安全销的实际断裂扭矩应小于2 600kN?m。
          (3)计算结果分析
          安全销最大断裂扭矩为2 600kN?m,小于低速齿轮轴的疲劳破坏力矩2 920~3 530kN?m,轧机卡钢后发现有两根安全销断裂,说明卡钢产生的扭矩小于2 600kN?m,也说明卡钢时低速齿轮轴φ500mm轴段存在一定程度的组织缺陷或微裂纹,否则它不应该在低于2 920kN?m的扭矩下产生破坏。
          3. C盘安装情况分析
          低速齿轮轴与弹性接手C盘之间采用的是无键过盈连接,其过盈量为0.79~0.91mm,采用温差法安装。安装时要对弹性接手C盘加热,加热温度达到300~400℃,加热过程中由于温度控制手段落后,实际加热温度往往高于400℃,此种情况下,安装后C盘对低速齿轮轴形成加热源,使其温度升高,若温度达到200~400℃范围时可产生第一类回火脆性(低温回火脆性),其原因是在250℃左右回火时,自马氏体和残余奥氏体中析出极细的薄片状渗碳体,沿马氏体边界分布,使晶界脆断强度降低,这种回火脆性只有在扭转冲击条件下才明显表现出来,而低速齿轮轴所受的正是扭转冲击载荷,低速齿轮轴经过多次热装加热,很容易形成内部组织缺陷或微裂纹。
          4.轴的使用情况分析
          由于生产负荷的不断加大,轧钢过程中轧机过流、卡钢现象不断增加,这是导致低速齿轮轴裂纹源不断扩张的主要原因。
          二、应对措施
          1.低速齿轮轴材质选取平面应变断裂韧性值较大的45钢。
          2.对大型备件进行全面探伤,并进行疲劳寿命估算。
          3.改进弹性接手C盘的热装工艺,避免第一类回火脆性的产生。


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