祝 勇

（馬鞍山福永智能科技有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

回轉(zhuǎn)式減速機(jī)的使用不僅涉及到工業(yè)生產(chǎn)中，在人們的日常生活中的使用也比較頻繁，但是在使用過程中，避免不了出現(xiàn)一系列的故障，特別是中心輪斷裂，不僅影響了回轉(zhuǎn)減速機(jī)的使用，同時(shí)也給人們的人身安全帶來(lái)了一定的危害，因此，為了更好地保證回轉(zhuǎn)減速機(jī)的使用功能，就需要針對(duì)其中心輪斷裂的原因進(jìn)行分析，從而在使用中進(jìn)行防范。

1 回轉(zhuǎn)減速機(jī)中心輪理化檢測(cè)

1.1 金相組織的檢測(cè)

（1）宏觀檢測(cè)。回轉(zhuǎn)減速機(jī)中心輪的斷裂，從宏觀角度分析，首先要從它的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行分析，回轉(zhuǎn)減速機(jī)中心輪是與從動(dòng)輪配合進(jìn)行傳動(dòng)的，一旦齒輪發(fā)生故障，中心輪斷裂的情況往往比其它從動(dòng)輪的情況更加嚴(yán)重，中心輪齒基本被磨平，并且還會(huì)有一些輪齒出現(xiàn)斷裂脫落的情況，另外，在中心輪的上部凸出的輪臺(tái)處，也會(huì)出現(xiàn)一定程度的剪切磨損，斷口處一般都為一次性脆性斷裂。在中心輪受力的輪齒面，通常會(huì)發(fā)生很明顯的顏色變化，說(shuō)明在中心輪受力的輪齒面承受了很大的磨損力度，并且在磨損的過程中，由于摩擦產(chǎn)生的高溫還會(huì)對(duì)中心輪齒的材料進(jìn)行破壞，從而留下一定的氧化金屬或者氧化顏色等。

回轉(zhuǎn)減速機(jī)中心輪的損壞一般表現(xiàn)為磨損程度嚴(yán)重、齒部變形以及脆性斷裂等三種情況，根據(jù)不同的中心齒輪損壞情況可以判斷不同程度的減速機(jī)工況，另外，除了中心輪的損壞外，與其配合使用的從動(dòng)輪也會(huì)產(chǎn)生一定的破壞，由于中心輪是主要的動(dòng)力傳遞和發(fā)起處，因此，中心輪需要承受的破壞力是最大的，相對(duì)于中心輪的破壞程度，從動(dòng)輪的破壞程度就小得多，但是也是會(huì)出現(xiàn)一定程度的磨損、變形以及斷齒現(xiàn)象。

（2）微觀檢測(cè)。在回轉(zhuǎn)減速機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)中，齒輪的應(yīng)用是十分重要的一部分，只有合理科學(xué)的齒輪結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)減速機(jī)正常的功能使用，而在眾多的齒輪中，中心齒輪是動(dòng)力傳動(dòng)的發(fā)起點(diǎn)，因此，它是實(shí)現(xiàn)減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，所以，在材料的選擇上應(yīng)選擇較高強(qiáng)度的材料。倘若回轉(zhuǎn)減速機(jī)中心輪發(fā)生斷裂的情況時(shí)，我們需要應(yīng)用專業(yè)設(shè)備對(duì)中心輪的使用材料和損壞的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行微觀檢測(cè)，合理分析地中心輪斷裂的原因。

可以利用金相顯微鏡來(lái)對(duì)中心輪的斷裂部位進(jìn)行微觀觀察，根據(jù)其斷裂的方向以及斷裂的程度來(lái)判斷回轉(zhuǎn)機(jī)在運(yùn)行中的大致問題偏向于哪個(gè)部分，比如，如果中心齒輪向一側(cè)破裂，回轉(zhuǎn)機(jī)在運(yùn)行中就有可能是自身放置的重力產(chǎn)生的齒輪的承受力變大造成的，另外，對(duì)于中心輪破裂的齒面也可以進(jìn)行截開，對(duì)于截開的齒輪樣品進(jìn)行合理的取樣測(cè)試，在其表面用4%硝酸酒精溶液進(jìn)行腐蝕，然后采用金相顯微鏡來(lái)對(duì)測(cè)試樣品的機(jī)構(gòu)變化進(jìn)行觀察，并使用測(cè)微尺進(jìn)行相應(yīng)的滲層深度測(cè)量，在測(cè)試樣品經(jīng)過4%硝酸酒精溶液進(jìn)行腐蝕后，觀察齒輪的滲碳層厚度是否均勻和連續(xù)，滲碳層表層是否為片狀馬氏體＋殘余奧氏體組織，過渡區(qū)是否為馬氏體＋貝氏體混合組織，芯部是否為低碳板條馬氏體組織，并觀察是否存在未溶鐵素體，來(lái)判斷齒輪淬火的程度是否合乎標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.2 力學(xué)性能檢測(cè)

（1）洛氏硬度檢測(cè)?；剞D(zhuǎn)減速機(jī)中心輪斷裂的力學(xué)性能的檢測(cè)，首先就要對(duì)斷裂樣品的硬度來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，在樣品材料硬度的檢測(cè)中，往往常用的硬度檢測(cè)方法是洛氏硬度檢測(cè)，來(lái)對(duì)中心輪進(jìn)行表面和深層硬度的檢測(cè)。洛氏硬度檢測(cè)主要是使用120°金剛石圓錐或者淬火球作為壓力頭，在初實(shí)驗(yàn)力和總實(shí)驗(yàn)力先后作用的情況下，將壓頭壓入斷裂樣品的表面，在一定的時(shí)間后，卸去總實(shí)驗(yàn)力而保留初試驗(yàn)壓力進(jìn)而檢測(cè)壓痕的深度。在實(shí)際的洛氏硬度檢測(cè)中，要對(duì)中心輪的表面和深層分別進(jìn)行多試點(diǎn)的硬度檢測(cè)分析，從而來(lái)保證對(duì)中心輪斷裂部分的材料硬度做到綜合性分析，避免樣點(diǎn)少而對(duì)硬度測(cè)試的效果產(chǎn)生影響。

（2）滲層深度檢測(cè)。滲層深度檢測(cè)需要使用金相法測(cè)量滲碳層深度，首先需要進(jìn)行合理采樣，在采樣過程中，要求取樣的斷裂樣品具有很好的代表性，對(duì)局部進(jìn)行化學(xué)熱處理的斷裂樣品，必須要在斷裂樣品處理過的表面取樣，同時(shí)在選擇斷裂樣品的時(shí)候，要選擇樣品中齒輪受破壞力比較大的部位，以及損壞程度最嚴(yán)重的部位來(lái)進(jìn)行。此外，在試樣的取樣過程中，還要采取合理科學(xué)的取樣方法來(lái)進(jìn)行，一般主要采用縱向取樣和橫向取樣兩種方法，縱向取樣是指沿著鋼材的鍛軋方向取樣，而橫向取樣是指沿著垂直于鋼材鍛軋方向進(jìn)行取樣，然后再進(jìn)行樣品的清洗、試樣的鑲嵌以及樣品的磨拋和化學(xué)侵蝕，再進(jìn)行顯微組織的觀察和拍照，對(duì)于滲碳層的顯微組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，包括滲碳層平衡狀態(tài)的組織以及滲碳層淬火及回火后的組織，進(jìn)行滲碳層深度的測(cè)量和計(jì)算。在滲碳層的深度計(jì)算中，根據(jù)不同的樣品材料來(lái)進(jìn)行不同標(biāo)準(zhǔn)的滲碳層深度標(biāo)準(zhǔn)，可以將過共析、共析層以及亞共析過渡層三個(gè)區(qū)域的和來(lái)作為滲碳層商務(wù)深度，還可以將過共析、共析層以及二分之一的亞共析過渡層作為滲碳層深度等。

2 原材料的化學(xué)檢測(cè)

在回轉(zhuǎn)減速機(jī)中心輪斷裂樣品的檢測(cè)中，還需要對(duì)齒輪樣品材料進(jìn)行一定的化學(xué)檢測(cè)，為了保證齒輪樣品材料的化學(xué)成分檢測(cè)的準(zhǔn)確性，就需要對(duì)破損齒輪的齒芯部分進(jìn)行采樣，因?yàn)樵谥行妮啍嗔阎?，輪齒由于承受很大的壓力，造成磨損齒輪的溫度急劇升高。在溫度升高的過程中，磨損的部分就會(huì)發(fā)生材料性質(zhì)的變化，以及會(huì)產(chǎn)生一定的氧化層，如果對(duì)斷裂表面部分進(jìn)行樣品采樣，就會(huì)對(duì)齒輪材料化學(xué)成分含量的準(zhǔn)確測(cè)量造成很大的影響，而在中心輪斷裂樣品的齒芯處，由于沒有承受巨大的摩擦力，其化學(xué)成分基本沒有發(fā)生變化，對(duì)這部分進(jìn)行樣品取樣就能夠很準(zhǔn)確地進(jìn)行斷裂樣品的化學(xué)成分檢測(cè)。

對(duì)于回轉(zhuǎn)減速機(jī)中心輪斷裂樣品的化學(xué)成分檢測(cè)中，首先，要對(duì)中心輪進(jìn)行有效的解剖，采取合格的材料樣品，然后應(yīng)用相應(yīng)的化學(xué)設(shè)備進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè)，比如使用火花原子放射光譜儀來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的主要化學(xué)成分包括錳、磷、硅、碳、硫等元素，它們是機(jī)械設(shè)備材料中的主要化學(xué)成分，也是區(qū)分普通鋼鐵和優(yōu)質(zhì)鋼鐵的主要依據(jù)元素，它們的含量標(biāo)準(zhǔn)是否符合規(guī)定要求，直接影響著鋼鐵的機(jī)械性能，在回轉(zhuǎn)減速機(jī)中心輪斷裂樣品的成分檢測(cè)中它們也是主要的檢測(cè)內(nèi)容，通過參考國(guó)標(biāo)含量來(lái)進(jìn)行化學(xué)成分的合格判定，具體的化學(xué)成分國(guó)標(biāo)含量如表1所示。

表1 鋼鐵材料元素國(guó)標(biāo)含量表

3 對(duì)回轉(zhuǎn)減速機(jī)中心輪斷裂原因分析和討論

通過對(duì)上述回轉(zhuǎn)減速機(jī)中心輪斷裂情況的分析和研究，從金相組織的檢測(cè)、力學(xué)檢測(cè)以及化學(xué)成分檢測(cè)中可以看出回轉(zhuǎn)減速機(jī)中心輪斷裂情況是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，它不僅涉及到中心齒輪的損壞，同時(shí)還具有損壞的一系列聯(lián)動(dòng)反應(yīng)，進(jìn)而造成損害的擴(kuò)大。

對(duì)回轉(zhuǎn)減速機(jī)中心輪斷裂情況的出現(xiàn)，造成了中心齒輪的負(fù)載超過其承載的范圍。而中心齒輪承載力過大可能是由于齒輪組裝配不合格的問題造成的，這樣就會(huì)造成中心輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)阻力過大，同時(shí)還十分不穩(wěn)定。另外，中心齒輪的表面潤(rùn)滑程度也很重要，潤(rùn)滑程度不夠會(huì)造成摩擦的惡性循環(huán)，使得中心輪的表面磨損超過其所承載的范圍，出現(xiàn)一些列的磨損、變形、斷齒。同時(shí)，在回轉(zhuǎn)減速機(jī)工作的時(shí)候，如果出現(xiàn)噪音過大的現(xiàn)象或者齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定情況時(shí)，就應(yīng)及時(shí)進(jìn)行停機(jī)檢查，避免造成齒輪的繼續(xù)破壞。

4 維護(hù)保養(yǎng)措施

回轉(zhuǎn)減速機(jī)使用中，由于中心輪斷裂情況出現(xiàn)會(huì)造成很大的聯(lián)動(dòng)危害，因此，為了避免中心輪斷裂故障的出現(xiàn)，就需要對(duì)回轉(zhuǎn)減速機(jī)進(jìn)行及時(shí)維護(hù)和保養(yǎng)。比如，在回轉(zhuǎn)減速機(jī)使用前，要對(duì)其進(jìn)行定期檢查，看是否存在一定的安全隱患，對(duì)于齒輪的情況進(jìn)行及時(shí)有效分析，做好齒輪的潤(rùn)滑工作，便于后期的順利使用。另外，在回轉(zhuǎn)減速機(jī)使用后，要對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行有效記錄和總結(jié)，對(duì)其安全性能進(jìn)行分析，對(duì)于回轉(zhuǎn)減速機(jī)還要進(jìn)行及時(shí)的清理工作，保證雜物對(duì)機(jī)械設(shè)備安全的影響。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，回轉(zhuǎn)減速機(jī)的中心輪斷裂情況是多方面原因共同作用的結(jié)果，如果中心輪斷裂情況發(fā)生就需要采取有效措施來(lái)進(jìn)行具體原因的分析，來(lái)找到問題發(fā)生的根源，規(guī)范機(jī)械的使用，同時(shí)，也要對(duì)回轉(zhuǎn)減速機(jī)的使用前后情況進(jìn)行及時(shí)檢查，對(duì)并采取一定的維護(hù)保養(yǎng)措施來(lái)保證機(jī)械的性能穩(wěn)定。

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