前言

      仕高瑪攪拌機減速機配套使用的行星減速機使用了 9 個多月時發現齒輪軸損壞，導致其無法正常使用。該減速機型號為 YNF1110、傳動比為 500、裝配型式為 V11。減速機損壞前配套的 YP250M-4 型電動機功率為 55 k W、轉速 1450 r/min、公稱傳動比 i = 500，24 h 連續單向旋轉工作，環境溫度為室溫，攪拌機工作介質為液體或半液體。本文對減速機齒輪軸的損壞原因進行分析。

1 理化檢驗

      發生損壞的減速機齒輪軸的宏觀照片如圖 1所示。從圖中可以看出，該齒輪軸的主軸未發生明顯的損傷，但軸上的多個輪齒發生斷裂。對損壞的輪齒進行仔細的觀察可以發現，所有斷裂輪齒的斷面上均能看到清晰的啟裂區和擴展放射區，啟裂區在輪齒同一側，向另一側擴展，斷口都是由啟裂區啟裂后直接擴展斷裂，如圖 2a 所示。在未發生斷裂的輪齒上部分區域有明顯的擠壓損傷，如圖 2b 箭頭處所示。同時，還觀察到輪齒受擠壓破碎的形貌，如圖 2c 箭頭處所示，表明輪齒在使用過程中受到了很大的外力作用。

2 顯微組織

      在輪齒上取樣進行顯微組織觀察，得到的結果如圖 3 所示。輪齒表面有一層滲層，齒頂部、兩側嚙合面和齒根部的滲層深度分別為 571 μm、1102μm 和 910 μm( 分別見圖 3a、圖 3b 和圖 3c) 。滲層的顯微組織為細針回火馬氏體。輪齒心部的顯微組織為針狀回火馬氏體，如圖 3d 所示。

1. 3 硬度測試

對輪齒進行了硬度測試，結果見表 1。

2、綜合分析

      減速機是一種動力傳達機構，將電動機、內燃機或其它高速運轉的動力的回轉數減速到所要的回轉數，并得到較大轉矩的機構。一般是通過輸入軸上的齒數少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的。在工作的過程中，減速機的齒輪一般都要承受較大的交變甚至沖擊載荷，接觸應力大，齒面易磨損，因此對齒輪要求是齒軸的要求是表面硬且耐磨，心部強而韌〔1-2〕。就本文所分析的齒輪軸來看，顯微組織檢驗發現其經過滲碳( 氮) 處理，齒頂、嚙合面和齒根都具有較厚的滲層厚度，硬度測試表明其表層具有較高的硬度而心部硬度適中，符合產品的技術要求，滿足齒輪的應用條件。

      然而，宏觀分析表明，所有斷裂輪齒的斷面上啟裂區均在輪齒同一側，都是由啟裂區啟裂后直接向另一側擴展形成擴展斷裂。同時輪齒上部分區域有明顯的擠壓損傷甚至擠壓破碎的形貌，表明輪齒在使用過程中受到了很大的外力作用，斷定齒輪的破壞屬于純機械過載損壞。在實際生產中，減速器應根據傳動比和使用要求確定類型，根據機械強度確定規格，并校核許用熱功率。減速機的計算功率可以通過下式計算。

      根據本文所分析的減速機的實際工作參數并查表可以算得攪拌機工作介質為液體或半液體時的計算功率分別為 82. 5 kW 和 99 kW。而該YNF1110-500 型減速機不能滿足攪拌機工作時的強度要求。選型不當是該減速機齒輪軸發生純機械過載損壞的主要原因。

結束語

      齒輪軸的顯微組織、滲層深度和硬度均符合設計要求，減速機齒輪軸破壞屬于純機械過載損壞。因此，要使該攪拌機能正常工作，必須要重新選擇減速機，其機械強度必須滿足攪拌機工作需要。當攪拌機工作介質為液體時，選用YNF1240-500型減速機滿足強度要求; 當攪拌機工作介質為半液體時，選用 YNF1400-500 型減速機滿足強度要求。