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施工升降机配件齿轮减速机齿轮硬度的测定方法

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施工升降机配件齿轮减速机齿轮硬度的测定方法

发布日期:2019-12-23 00:00 来源:http://www.wansongjixie.com 点击:

1 1齿轮减速机齿轮硬度测定:用显微硬度计测定了20CrM nT i钢齿轮硬化层深度和硬度梯度分布情况,结果。试验所用载荷为300 g,时间为15 s.由可见,表面硬度达到800 HV0 3,硬度偏高;但从距表面0 6 mm处随深度的增加,硬度下降很快,表现为硬度梯度较陡,在550 HV0 3处对应的硬化层深度不足1 0 mm,低于技术要求的1 4 1 6 mm.硬化层浅和硬度梯度过陡使齿轮过渡层的强度过低。


 


1 2施工升降机配件齿轮减速减速机失效齿轮的宏观形貌


1为20CrM nT i钢主螺旋齿轮的齿面失效宏观形貌。可以看出,减速机齿轮齿面表层剥落深浅不一,剥落层与内层材料间有较整齐的界面,呈现出硬化表层与次表层不规则的碎化,硬化齿面上还出现了较长的裂纹。


1 3化学成分检验


在减速机失效齿轮上取样进行化学成分分析,结果见表1所示。分析表明,该20CrM nT i钢齿轮的化学成分符合GB /T 3077 1999合金结构钢的技术标准要求。


 20CrM nTi钢齿轮的化学成分(质量分数, % )


元素C Si M n S P Cr T i Fe GB /T 3077 1999 0 17 0 23 0 17 0 37 0 80 1 10 0 035 1 00 1 30 0 04 0 10余量实测值0 19 0 23 0 98 0 017 0 019 1 09 0 052余量


1 4显微组织观察


为20CrM nT i钢齿轮渗碳淬火回火后的显微组织照片,从( a)可观察到回火不充分的马氏体,并且部分马氏体级别在6级以上,大于GB /T 8539 2000齿轮材料及热处理质量检验的一般规定标准中有关马氏体组织1 5级的要求,可认为该渗碳齿轮的表层组织较粗大。次表层中有贝氏体和低碳马氏体组织(如( b)所示),这将导致齿轮在该区域的强度和硬度下降。


1 5齿部应力分析


所示为齿轮在节圆处的应力坐标图。根据GB /T 10062 2 2003锥齿轮承载能力计算方法给出的方法,计算了距齿面不同距离的齿轮节圆处受到的剪应力zx和zy的大小与分布情况。


( a)为齿轮纯滚动状态下的应力分布,由( a)可知,齿轮表层zx值较高,随距表面距离的增加,zy明显增加,距表面约0 25 mm处,最大剪应力可达600M Pa.在有滑动摩擦时,zx较大,在滑动摩擦系数= 0 2时,最大剪应力可达到800 M Pa,而且该应力在一定深度内基本保持不变,如( b)所示。若受到较大的冲击载荷,应力zy的大小与距齿面距离的分布如( c)所示。由( c)可知,代表冲击载荷大小的冲击系数K越大,应力峰值越高,并且应力峰值向表面深处移动。


若综合考虑冲击、偏载和过载因素,引入载荷系数K.随K增大,最大剪应力zy的数值明显增加,最大剪应力峰值位置可达到距表面0 4 mm以上,最大剪应力值超过1000 M Pa,如所示。为用扫描电镜观察到的失效齿轮的齿面和表层剥落形貌特征,测得该剥落深度约0 4 mm,该尺寸与受到较大冲击、过载时应力峰值出现的位置相一致。

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