中間齒輪軸承組件失效分析

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1、鼴決方寨整墨娶Z函盈工藝／工裝，搬具，詮斷，mill／維償／改造中間齒輪軸承組件失效分析李鵬剛(中航工業(yè)哈爾濱東安發(fā)動機(集團)有限公司，哈爾濱150066)1引言間齒輪滾子軸承組件的失效原因、失效形式和失效過程某型號發(fā)動進行了系統(tǒng)分析研究。發(fā)動機齒輪軸承組件結(jié)構(gòu)見圖1。機在外場工作2齒輪軸承組件損傷宏觀形貌672h后，發(fā)動機中間齒輪軸表面損傷宏觀及局部放大形貌見圖2，前機匣滑油濾內(nèi)保持架宏觀損傷形貌見圖3，上排滾棒損傷最嚴重滾子有大量鋁末和少的宏觀形貌見圖4。硬度測試結(jié)果表明，中間齒輪軸、滾量的鋼末，分解子

2、、中間齒輪滾子軸承保持架硬度均符合圖紙要求，滾子后發(fā)現(xiàn)齒輪軸嚴的材料經(jīng)光譜定性分析，相當(dāng)于GCrl5，化學(xué)定量及定性重剝落損傷，部分析檢測結(jié)果表明，中間齒輪軸、中間齒輪滾子軸承保持分軸承滾棒剝架、滾棒的材料類別均符合相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。落，保持架掉爪。3齒輪軸承組件失效形式判斷為此對發(fā)動機中除中間齒輪軸有效滲層深度略低于技術(shù)要求，個別3目前常用回轉(zhuǎn)驅(qū)動的幾種調(diào)整形式的加長軸外圓圓心和內(nèi)部與軸承配合的加長軸圓心為偏(1)回轉(zhuǎn)驅(qū)動心結(jié)構(gòu)，仍如圖2結(jié)構(gòu)，外殼相對于平臺為偏心套，中心線電機水平安裝。由與加長軸中心線偏

3、差1．5mm，偏心套與加長軸配合，其上于受到結(jié)構(gòu)的限的圓周孔為15。均布。驅(qū)動裝置中心線與回轉(zhuǎn)支承中心線制，回轉(zhuǎn)驅(qū)動無法理論上為一個固定的值，相互配合的軸套和軸之間每轉(zhuǎn)過在360。轉(zhuǎn)動調(diào)整，l5。時，偏心套距離驅(qū)動裝置的中心線就會有一個微小的所以不能直接將其調(diào)整量，其值近似為1．5x(1-cosl5。)=0．05mm。用這個微調(diào)作成偏心套的形量來調(diào)整驅(qū)動裝置中心線與回轉(zhuǎn)支承中心線的距離。偏心式。只能通過其他套在加工上需要采取工藝措施來實現(xiàn)偏心結(jié)構(gòu)，如用四爪方式如斗輪機中回卡盤定位加工，給工藝設(shè)計增加了一定的難

4、度，但加工時轉(zhuǎn)驅(qū)動中的后焊法減少了平臺定位止口的加工工作量。蘭形式(見圖3)。4結(jié)語(2)回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機豎直安裝。一般作成三合一形式的取消定位止口改用偏心套形式來調(diào)整中心距可以作驅(qū)動，這種結(jié)構(gòu)只在高度方向上受限制，安裝時可以360。為一種設(shè)計方案來考慮。如果實現(xiàn)這種設(shè)計結(jié)構(gòu)，雖然增回轉(zhuǎn)，這時就可以用偏心的結(jié)構(gòu)來調(diào)整回轉(zhuǎn)驅(qū)動與回轉(zhuǎn)支加了現(xiàn)場安裝調(diào)試工作量，但減少廠內(nèi)加工工作量，并且承的定位關(guān)系。對于第2種情況(見圖2)，即豎直安裝回轉(zhuǎn)便于現(xiàn)場調(diào)整，有益于提高回轉(zhuǎn)小齒輪與回轉(zhuǎn)支承齒圈驅(qū)動電機時，又可分2種情況：一是

5、減速器自帶加長軸，不的嚙合精度。(編輯昊天)涉及我公司制作時，只需在訂貨時提出偏心結(jié)構(gòu)要求即可；二是自行設(shè)計制作加長軸(見圖1)，對自行制作的加長作者簡介：閔振東(1974一)，男，高級工程師，主要從事機械設(shè)計方面軸，如果采用定位電機孔與回轉(zhuǎn)齒輪偏心的結(jié)構(gòu)，針對加的研究工作。長軸部分，可采用外殼偏心的形式，即外部與平臺配合處收稿日期：2010—05—23142《機械工程師2010年第9期解決方寨工藝IT裝I模具I詮斷I蝠測I維修I改造露夏洶特征，由此判斷中間齒輪軸滾道損傷的性質(zhì)為疲勞損傷。__同時剝落區(qū)部位裂

6、紋形態(tài)特征都向一個方向伸展(伸向隧未剝落區(qū))，裂紋擴展曲曲折折，存在掉晶現(xiàn)象，也具有疲l震勞裂紋的特點。由剝落斷口的宏觀、微觀觀察可見滾道表面剝落深度較淺，結(jié)合零件工作中所受應(yīng)力為接觸應(yīng)力，霞強由此判斷滾道表面剝落應(yīng)為接觸疲勞剝落。g霉在掃描電鏡下對保持架殘存的爪部斷面觀察，可觀圖2中間齒車；軸表面損傷宏觀及局部放大形貌察到鱗片狀特征并隱約可見疲勞條帶的特征，因此保持架的損傷為疲勞損傷。上排滾棒工作面均存在不同程度的麻點和剝落，掃描電鏡下觀察，形貌具有鱗片狀花樣，圇呈層狀特征，剝落區(qū)為多塊剝落連結(jié)而成，為典型

7、的接觸疲勞剝落損傷特征。_從金相分析可知，說明該剝落損傷與原始缺陷無直≯0接關(guān)系，從軸承組件破壞的痕跡特征來看，可以排除外物圖3保持架宏觀損傷形貌進入該組件導(dǎo)致?lián)p傷的可能性。J4齒輪軸承組件失效過程分析疊鞠通過對中間齒輪軸受損區(qū)域分析可以判斷損傷區(qū)對ilII應(yīng)于中間齒輪軸軸承滾道的恒定受載區(qū)，其它位置未見2剝落痕跡。當(dāng)滾子選配不當(dāng)、中問齒輪軸或中間齒輪直徑，lIIII差(錐度)過大等原因使軸承受到一定的偏載作用，或軸承游隙過大使軸承受力分布扇形面積變小，以及承力滾I圖4上排滾棒損傷最嚴重滾子的宏觀形貌子個數(shù)減

8、少等不正常因素情況出現(xiàn)時，滾子運行到受載區(qū)域滲層組織中碳化物級區(qū)時，造成滾子與中間齒輪軸滾道表面擠壓應(yīng)力過高。別較差外，其余項目均滿足同時由于中間齒輪軸表面滲碳層組織中較多塊狀、要求。中間齒輪軸的滲碳層角狀等粗大碳化物及細小的網(wǎng)狀碳化物的存在，降低了組織形貌及對應(yīng)的從表面表面層的強度和韌性，破壞了金屬基體的連續(xù)性，在擠壓到心部顯微硬度變化曲線應(yīng)力的反復(fù)作用下累積到一定程度時，中間齒輪軸滾道見圖5和罔