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行星減速機標配57步進電機使用中齒輪開裂有哪些原因？

文章出處：合富源http://m.spgreen.cn 人氣：發表時間：2020-10-16 14:11

關于57步進配標行星減速機，為了對57步進電機行星減速機齒輪的開裂原因進行研究并提出相應的改進措施，利用體式顯微鏡、掃描電鏡、直讀光譜儀和金相顯微鏡研究了齒輪的裂紋形貌、化學成分和微觀組織。

57步進電機行星減速機結果表明: 齒輪的化學成分和硬度符合技術要求。齒輪的有效硬化層深度超過了技術要求，這會導致芯部受到較大的拉應力，是導致開裂的第 1 個原因。
裂紋源位于斷口芯部，并且有較多的 O、Al、Ca、Na 等元素組成的非金屬夾雜物，這些夾雜物硬度較高，容易割裂材料的基體，受到外力時容易產生應力集中形成裂紋源，是導致開裂的第 2 個原因。針對上述開裂原因制定相關的改進措施，首先是不允許拼爐混裝，其次是減少材料中的夾雜物。通過上述工藝改進，徹底解決了齒輪的早期開裂問題。

57步進電機行星減速機是一種由封閉在剛性殼體內的齒輪( 或蝸桿、齒輪-蝸桿) 傳動所組成的獨立部件，一般在原動機和工作機之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用，在冶金、有色、煤炭、建材、工程機械及石化等行業有極為廣泛的應用。

有些行星減速機在裝配后試運行時發生異響，打開減速機殼體發現其錐齒輪小端部位出現了掉塊，其二維平面見圖 1 所示，減速器齒輪長 302 mm，模數 11，大端模數 10.68，速比 3.545，在裝配后試車 15 min 后發現齒輪出現碎裂，其服役環境是在有潤滑油的封閉箱體內，最高轉速為 1850 r /min，輸出扭矩 12 000 N·m，這種齒輪的早期失效會導致減速機不能正常服役，從而延長了交貨期限。生產單位決定對本批次總共 27臺減速機齒輪的風險進行評估，對開裂的齒輪進行了失效分析以便于采取相應的針對性措施。

57步進電機行星減速機的齒輪機加工流程為: 下料→鍛造→調質→粗車( 各個表面至 3.2 μm) →半精車( 各個表面)→滾齒→倒角→滲碳→車螺紋部位滲碳層→淬火+低溫回火→磨齒( 內孔、端面) →清洗→強化噴丸→清洗→成品檢查入庫。其鍛造溫度為 1 200 ℃，調質工藝為 880 ℃ ×2 h油冷淬火+ 530 ℃ × 2.5 h 高溫回火，半精車∅43mm、∅57mm、∅65mm、∅70mm、∅174mm、∅34.5 mm，滲碳淬火工藝為 920 ℃ ×6 h 滲碳+830 ℃ ×2 h 油冷淬火+200 ℃×3 h 低溫回火，磨齒成形精度至 0.8 μm，噴丸覆蓋率 120%。

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