风力发电机齿轮箱轮齿断裂缘故原由剖析
风力发电机齿轮箱轮齿断裂缘故原由剖析
1.故障缘故原由的起源判断
通过对风力发电机组中破损的齿轮箱举行插接后看出，，，一个行星齿轮断裂成为4块，，，详细情形如图1所示。。。。通过审查齿轮箱的损坏情形能够看出，，，造成行星齿圈损坏的最主要问题在于爆发断裂情形后由于传动载荷不敷匀称尚有就是断裂的齿轮爆发了错位等。。。。以是造成齿轮箱损坏的最直接缘故原由在于行星轮爆发了断裂。。。。
通过对行星齿轮破损的4块碎片举行仔细检查后可以发明，，，齿轮的八个断面中有六个断面(A-F)保存疲劳裂纹扩展的痕迹，，，这六个断面上的疲劳断裂痕迹区域的几何形状都保存或多或少的差别，，，能够看出每一个疲劳裂纹扩展的速率都是保存差别的，，，造成这一差别的主要缘故原由在于裂纹源周围遭受的应力状态纷歧样。。。。可是这些疲劳裂纹扩展区域保存一个相似点，，，就是区域中都会保存一个相同的几何形状- 半椭圆形，，，这一形状的圆心点通常处在沟槽的周围，，，能够看出这一位置的应力集中要比其他位置严重。。。。
2.试验与剖析
2.1化学因素剖析
通过选择齿轮的中心部位举行取样剖析，，，将齿轮外貌渗碳等加工工艺参数影响忽略不计，，，通过化学剖析获得表1。。。。
通过获得的检测效果能够看出受损的齿轮箱化学因素同生产厂家提供的标准相似，，，属于靠近国标GB/T3077-1999中牌号20CrNiMo的合金结构钢。。。。可是在化学因素上照旧保存一些差别，，，取样试验的质料中Mo的含量要比国标的含量横跨0.2%-0.3%，，，因素横跨规范的允许误差值。。。。Mo元素在质料中的作用主要是将钢的淬透性有用地提高，，，同时将火脆性降低，，，质料使用历程中能够实现二次硬化，，，能够获得较好的渗碳效果和将齿面硬度显着提高。。。。
2.2金相剖析
接纳金相剖析这种要领同化学因素剖析要领具有相同的办法，，，关于取得的试验首先举行机械加工和磨削事情，，，接着举行化学侵蚀办法，，，通过金相显微镜获得金相图，，，详细情形见图2。。。。能够看出取样的质料选择的合金钢组织形式为回马氏体组织，，，凭证差别截面金相图的比照能够看出显微组织下基本都是相同的，，，这就体现受损的齿轮力学性能具有向同性。。。。通过接纳扫描电镜的方法剖析非金属夹杂物，，，能够看出夹杂物造成的母材损失主要体现在以下几个方面，，，夹杂物的硬度、密度以及几何尺寸巨细等几个方面。。。。受损齿轮的夹杂物形状多为多边形和球状，，，尺寸的巨细通常在2um左右，，，夹杂物中心的颜色泛起出较深的玄色，，，边沿泛起出较浅的灰色。。。。
在对脆性氧化物夹杂举行剖析时，，，由于其弹性的模量比基体要大，，，以是在举行塑性加工事情时不可泛起形变，，，因此容易泛起应力集中的征象，，，故而成为裂纹较量容易爆发的地方。。。。可是要有用的处置惩罚这一问题就需要通过塑性较量好的硫化物对其举行包裹，，，只有这样才华有用的降低这一问题的泛起。。。。可是对该质料的疲劳性能的改善，，，却没有很是合适的步伐。。。。由于该硬质夹杂物是在软基体内部的，，，以是在外力的作用下会泛起脱粘而泛起裂纹，，，严重者会泛起断裂征象。。。。
2.3硬度检测与剖析
在对齿轮的硬度举行磨练的时间通常�；崾褂梦系挠捕燃�，，，并且在选择试验质料的时间还要选择齿轮齿尖周围的质料，，，通常质料加工工艺的影响都是由齿面的硬度来举行反应的，，，可是齿轮质料的现实硬度值通常是通过齿轮内部断面的硬度举行科学的反应的。。。。以是为了有用的对齿轮的硬度举行科学的检测，，，就必需要对齿面以及齿的内部都举行科学的检测，，，在检测的历程中在对压头举行选择时一样平常会选择50N的菱形压头，，，并且要求锥体的两相扑面的泛起136°夹角，，，别的在举行加载时，，，时间一样平常都限制在30秒，，，通过科学的检测，，，硬度的检测效果见表2、3。。。。
通过科学的处置惩罚，，，通过上表我们可以看出经由硬化处置惩罚，，，齿面的硬度有了很是显著的转变，，，可是仍然保存一定的问题，，，就是在齿根的位置以及到齿顶的价置其硬度漫衍的不是很是匀称，，，泛起这种问题的主要缘故原由主要是由于齿面质料中的Mo的含量较量高，，，并且通过热力口工或者渗碳等工艺导致的。。。。以是导致最后的效果及日司经由硬化后的齿面虽然硬度有了一定的提升可是硬度却泛起不匀称，，，并且若是是低速重载，，，最终泛起磨损和裂痕的概率是很是高的。。。。
2.4攻击试验与剖析
在对齿轮举行攻击试验时通常�；崾褂孟谋劝诖腹セ饕�，，，由于风机受到的温差较量显著，，，以是一样平常都会举行常温或者低温试验两种检测方法。。。。其检测的质料通常也会选取断口处的质料，，，一样平常常温下的检测的温度会控制在25°C，，，而低温检测温度会控制在- 30°C。。。。通过试验可以得出，，，一样平常温度下攻击韧值为46.12J/cm2，，，与国家标准相比较量低。。。。而低温攻击韧性值为24.09J/cm2，，，与国家标准相比也较量小，，，由此可以看出，，，在常温情形下的攻击韧性值与低温下的攻击韧性值相差很大，，，已经凌驾50%，，，可是现实的划定二者相差应该控制在20%。。。。以是由此可以看出，，，在- 30℃以下的事情情形中，，，攻击韧性是不可在这种情形中举行低速重载事情。。。。
3.结论
3.1通过有用的剖析可以看出，，，在化学因素方面，，，只有Mo因素较量高，，，因此轮齿的硬度也较量高，，，可是齿面的硬度漫衍确实不匀称的，，，在不可硬化或者应力过大的区域很是容易爆发裂纹或者磨损；；可是关于显微组织方面，，，由于质料中含有一定的非金属，，，并且尚有一定杂物，，，以是其对齿轮的抗疲劳性很是倒运。。。。
3.2通过实验研究可以发明，，，齿轮的抗拉强度以及屈服强度、断裂延伸率等都知足力学的性能，，，可是由于齿轮的断裂韧性较量低，，，以是在受到攻击时或者处于疲劳状态下就很是容易爆发断裂征象。。。。
