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《某型發(fā)動(dòng)機(jī)離心通風(fēng)器齒輪軸組件焊接區(qū)域裂紋故障分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、2010年第36鲞第5髓V01．36No．5Oct．2010某型發(fā)動(dòng)機(jī)離心通風(fēng)器齒輪軸組件焊接區(qū)域裂紋故障分析楊榮，陳聰慧，張東明。劉秀芝(沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所。沈陽(yáng)110015)楊榮(1963)，女，自然科學(xué)研究員從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)系統(tǒng)的沒(méi)計(jì)工作。收稿日期：2010—04—161引言在外場(chǎng)使用過(guò)程中，某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)附件機(jī)匣內(nèi)離心通風(fēng)器齒輪軸組件的大齒輪焊接區(qū)域曾發(fā)生裂紋故障。該故障使傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)加劇，齒輪齒面受載不均，齒輪軸的支撐軸承磨損嚴(yán)重，最后使發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)中斷，導(dǎo)致附件機(jī)匣帶的附件無(wú)法工作，嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常T作。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)焊接的圓柱齒輪軸組件的振動(dòng)特性分析較少，隨著航
2、空發(fā)動(dòng)機(jī)附件系統(tǒng)的深入1摘要：介紹了某型發(fā)動(dòng)機(jī)的離心通風(fēng)器齒輪軸組件在焊接區(qū)域裂紋故障的現(xiàn)象。通過(guò)結(jié)構(gòu)分析、斷口金相檢查，并對(duì)齒輪軸組件進(jìn)行了強(qiáng)度、固有頻率、共振轉(zhuǎn)速計(jì)算和動(dòng)應(yīng)力試驗(yàn)研究，結(jié)果表明該齒輪軸組件焊接區(qū)域裂紋故障屬高周疲勞破壞；焊縫與工藝擋邊相交處的應(yīng)力集中輥高t一}致裂紋故障的主要原因。據(jù)此提出排故措施。并完善齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性分析與試驗(yàn)驗(yàn)證，效果R，。。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)：固有頻率：共振轉(zhuǎn)速：動(dòng)應(yīng)力：強(qiáng)度儲(chǔ)備CrackFailureAnalysisofWeldingAreaforanAeroengineCentrifugalVentilatorGearShaftCo
3、mponentsYANGRong，CHENGCong—hui，ZHANGDong—ming，LIUXiu—zhi(ShenyangAeroengingeResearchInstitute，Shenyang110015，China)Abstract：Thecrackfailureofwelding(1l'eaforonaeroenginecentrifugalventilatorgearshoftcomponentsWOSintroduced．Thecalculationofstrength，naturalfrequency,resonanceratatingspeedandtheexp
4、erimentalanalysisof咖nam拓stresswereconductedbytheanalysisofstructureandinspectionoffraL：ture．Theanalysisofstructure，in．spectionoffracturemetallographyweT#．completed．Tlheresuhsshowthatthecrackfailureisatypicalhighcycle馳ig淝failure，themainFeasOltofcrackfailureisthehighstressconcentrationattheinterse
5、ctionoftheweldandc塒wall．Thesolvingmeasurementswereproposedandthestructure如s細(xì)ofthegearWasoptim如ed．The而吼帆西analysisandexperimentalverificationwereconductedtobegood色加硯Keywords：structure；naturalfrequency；resonancerotatingspeed；dynamicstress；strengthreserve研究，逐步認(rèn)識(shí)到齒輪軸組件的動(dòng)態(tài)特性對(duì)于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可靠性是至關(guān)重要的。本文對(duì)故障齒輪軸組件從
6、結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)特性及振動(dòng)應(yīng)力、強(qiáng)度等方面進(jìn)行全面分析及試驗(yàn)驗(yàn)證。2故障原因分析2．1結(jié)構(gòu)該故障件結(jié)構(gòu)如圖1所示。2010年第36躦第5期V01．36No．5Oct，2010小齒輪與軸設(shè)計(jì)為一體，將大齒輪通過(guò)過(guò)盈配合壓靠在T藝定位捎邊，焊接在齒輪軸上。輪軸組件上的大小齒輪均為直齒圓柱齒輪，大齒輪豐要參數(shù)她表l。圖1離心通風(fēng)器齒輪軸組件原結(jié)構(gòu)表1離心通風(fēng)器齒輪軸組件大齒輪齒型基本參數(shù)參數(shù)齒數(shù)壓力角／。模數(shù)齒寬／mm大齒輪3325420圖3齒輪軸裂紋斷口宏觀圖像為典型的高周疲勞斷口形貌。疲勞起源于電子束焊縫與J：藝定位擋板相交處，疲勞源區(qū)呈淺棕色，擴(kuò)展區(qū)早灰色，有1#、2#、3#和4#4個(gè)。2．
7、4焊縫區(qū)域金相檢查衡輪軸裂紋都起始于T藝定位擋板與大齒輪輪轂之問(wèn)縫隙的尖端焊縫處，沿著與軸向約呈250夾角的方向，斜著穿過(guò)焊縫區(qū)和熱影響區(qū)，向軸一側(cè)的基體擴(kuò)展。開(kāi)裂、擴(kuò)展情況分別如圖4、5所示。在裂紋起始處和整個(gè)焊縫上未見(jiàn)明顯的焊接缺陷。2．2工作情況離心通風(fēng)器齒輪軸組件的大：齒輪．1：作載衙為170．5kW，丁作轉(zhuǎn)：速為9280r／min。經(jīng)強(qiáng)度計(jì)算，大齒：輪輪齒強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。發(fā)牛故：障時(shí)T作時(shí)間為77．93h。2．3斷口分析宏觀觀察裂紋
