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行星减速机标配57步进电机使用中齿轮开裂有哪些原因?

文章出处:合富源http://www.szfaa.com 人气:发表时间:2020-10-16 14:11
关于57步进配标行星减速机,为了对57步进电机行星减速机齿轮的开裂原因进行研究并提出相应的改进措施,利用体式显微镜、扫描电镜、直读光谱仪和金相显微镜研究了齿轮的裂纹形貌、化学成分和微观组织。
行星减速机
57步进电机行星减速机结果表明: 齿轮的化学成分和硬度符合技术要求。齿轮的有效硬化层深度超过了技术要求,这会导致芯部受到较大的拉应力,是导致开裂的第 1 个原因。
裂纹源位于断口芯部,并且有较多的 O、Al、Ca、Na 等元素组成的非金属夹杂物,这些夹杂物硬度较高,容易割裂材料的基体,受到外力时容易产生应力集中形成裂纹源,是导致开裂的第 2 个原因。针对上述开裂原因制定相关的改进措施,首先是不允许拼炉混装,其次是减少材料中的夹杂物。通过上述工艺改进,彻底解决了齿轮的早期开裂问题。
 
57步进电机行星减速机是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮( 或蜗杆、齿轮-蜗杆) 传动所组成的独立部件,一般在原动机和工作机之间起匹配转速和传递转矩的作用,在冶金、有色、煤炭、建材、工程机械及石化等行业有极为广泛的应用。

有些行星减速机在装配后试运行时发生异响,打开减速机壳体发现其锥齿轮小端部位出现了掉块,其二维平面见图 1 所示,减速器齿轮长 302 mm,模数 11,大端模数 10.68,速比 3.545,在装配后试车 15 min 后发现齿轮出现碎裂,其服役环境是在有润滑油的封闭箱体内,最高转速为 1850 r /min,输出扭矩 12 000 N·m,这种齿轮的早期失效会导致减速机不能正常服役,从而延长了交货期限。生产单位决定对本批次总共 27台减速机齿轮的风险进行评估,对开裂的齿轮进行了失效分析以便于采取相应的针对性措施。
 
57步进电机行星减速机的齿轮机加工流程为: 下料→锻造→调质→粗车( 各个表面至 3.2 μm) →半精车( 各个表面)→滚齿→倒角→渗碳→车螺纹部位渗碳层→淬火+低温回火→磨齿( 内孔、端面) →清洗→强化喷丸→清洗→成品检查入库。其锻造温度为 1 200 ℃,调质工艺为 880 ℃ ×2 h油冷淬火+ 530 ℃ × 2.5 h 高温回火,半精车∅43mm、∅57mm、∅65mm、∅70mm、∅174mm、∅34.5 mm,渗碳淬火工艺为 920 ℃ ×6 h 渗碳+830 ℃ ×2 h 油冷淬火+200 ℃×3 h 低温回火,磨齿成形精度至 0.8 μm,喷丸覆盖率 120%。

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