减速机高速齿轮轴断裂失效分析

某输入功率为710kW的减速机使用中直径达120mm的高速轴发生早期断裂。通过对该断裂轴进行材料成分检测、宏微观断口分析、显微组织检验、显微硬度及常规力学性能检测和分析后表明,齿轮轴材料成分、夹杂物级别符合相关技术要求:其断裂方式为多源疲劳脆性断裂,其主裂纹源萌生于高速轴键槽的受力侧,表面硬度低(仅为35-38HRC,没有达到技术图纸所要求的59-62HRC),屈服强度低、无有效的表面强化硬化层是导致齿轮轴发生早期疲劳破坏的主要原因。

高速齿轮轴断齿原因分析

目的材质为17Cr2Ni2Mo A的风电齿轮箱高速齿轮轴,同炉号共生产5件,在安装装配后进行试车试验时其中4件均发现有断齿现象,导致高速齿轮轴报废,同时导致整个风电齿轮箱的安装调试工作停滞。故对该高速齿轮轴断齿原因进行分析,以区分质量事故责任。方法通过化学成分分析、齿面宏观外貌观察分析、宏观断口、宏观金相、微观金相、有效硬化层深度测试、扫描电镜试验分析等一系列的理化试验,对该高速齿轮轴断齿原因进行分析。结果该高速齿轮轴材质正常,化学成分合格。齿轮轴齿部断口上有疲劳贝壳纹线,齿轮断口为疲劳断口,疲劳源在齿根。齿轮轴齿部表面渗碳热处理层组织正常,晶粒度级别为7级,合格;齿轮轴齿根、齿面、齿顶表面渗碳热处理层的有效硬化层深度均过深,不符合产品技术要求。齿轮轴断口微观形态呈疲劳辉纹,未见明显的冶金缺陷。结论该高速齿轮轴断齿性质为快速疲劳断裂,其形成原因是齿根渗碳层深度过深所致。

加速发展高速、重载轮轴技术——第5届轮轴学术交流会综述

1997年7月21～25日,中国铁道学会铁道车辆委员会、四川省和山东省铁道学会,在四川峨眉学术交流中心联合举办以“发展高速、重载轮轴技术,安全、高效奔向21世纪”为主题的轮轴学术交流会,这是中国铁道学会铁道车辆委员会轮轴学组第5届学术交流会,也是为第12届国际轮轴会议做准备的一次会议。

高速齿轮轴系统的动态特性分析

高速轴的固有特性和其质量不平衡响应严重影响高速齿轮箱的运行工况和使用寿命。针对高速齿轮轴建立了系统多分布质量模型,采用传递矩阵法,分析了轴系的固有频率及其不平衡响应,得到转子本身及转子支撑系统的固有特性以及轴系在相同位置、不同工况下的不平衡响应。通过分析各种情况下不平衡响应的特性,考察轴系上齿轮啮合点处的不平衡响应,进而反应齿轮啮合点处的工作情况,为高速齿轮箱的设计制造提供依据。

基于Simulink仿真的凸轮轴高速磨削稳定性判定

以凸轮轴高速磨削工艺系统稳定性为研究对象,建立磨削系统的凸轮轴-砂轮-支撑系统动力学模型.通过理论分析与数值计算来辨识磨削力的动态影响因素——凸轮轮廓曲率半径和瞬时磨削深度.基于所建立的磨削动力学模型搭建Matlab/Simulink颤振仿真模型,并从稳定性叶瓣图中选取相应的磨削工艺参数组合进行数值仿真分析,将仿真振动位移时域图所得的稳定性结论与稳定性叶瓣图的磨削稳定区域进行比较,验证了建立的磨削动力学模型和数值仿真方法的有效性.

阐析减速机高速齿轮轴的断裂

减速机设备的稳定运行和高速齿轮轴有着直接的关系。因此认真的研究减速机的高速齿轮轴的性能和易出现故障的位置非常有必要。本文就通过阐述减速机高速齿轮轴的断裂位置进行具体的分析。我们要分析高速齿轮轴的断裂裂口的宏观特征,同时要分析齿轮轴的表面金相组织及化学成分,通过这些物理学的性质来进行测试。本文的数据全部是通过实验得来的。通常减速机的高速齿轮轴的材质为42Cr Mo。但是在实际的生产中,生产厂家往往会通过类似的材质来进行替换,为的就是节省成本。但是替代齿轮轴的材质通过热处理后,硬度还是达不到要求。本文就是针对这方面的内容来进行阐述。

计及陀螺效应的高速齿轮轴系涡动现象及临界转速分析

高速齿轮轴系由于不平衡量等因素受陀螺效应会产生较大弯矩存在潜在共振危险,计及转轴及齿轮轮体陀螺效应,分别采用梁单元法和有限元法建立某型共轴高速直升机传动系统高速输入轴系模型,系统研究高速齿轮轴系不同振型的涡动现象,结合临界转速坎贝尔图,对比自由与约束模态和约束模态下不同轴承刚度对临界转速数值影响。结果表明:高速齿轮轴系扭转和伸缩振型在自由及约束模态均不会产生涡动,弯曲、节径等横向振型产生明显涡动现象,且在约束模态下涡动现象减弱;临界转速数值随约束模态轴承刚度增加呈增大趋势。在高速齿轮轴系临界转速准确计算中,轴承刚度及陀螺效应影响不可忽视。

利用响应面法的高速齿轮轴多目标优化方法

以提升高速齿轮轴的运行安全性为目的,通过模态分析、参数灵敏度分析和实验设计,建立了高速齿轮轴参数化设计与响应面优化模型,利用多目标优化遗传算法对1阶、2阶临界转速及其对应最大振幅进行寻优,得到了Pareto最优解,实现了多参数耦合下的优化设计,得到了运行安全性较高的转子结构。结果表明:优化后1阶、2阶临界转速与工作转速的间隔降幅分别为22.9%,10.8%,满足转子安全设计要求;通过可靠性校验,1阶、2阶临界转速在优化后的可靠度分别为100%、99.02%,进一步证明了优化方法的正确性。

高速列车轮轴缩比关系及微动参量仿真分析

车轴与车轮通过过盈配合组成轮对,承受着车辆的全部重量,是保证高速动车组运行安全的最重要部件.高速列车轮轴的疲劳周次长达109,实物轮轴试验的过程复杂、周期长且试验费用高.因此,通过缩比模型反映和预示实物轮轴试验结果具有极大的理论价值和工程意义.本文中结合相似定理和量纲分析原理,分析并推导了轮轴过盈配合微动参量随在不同缩比系数下的相似关系,采用ABAQUS有限元软件对微动参量分布进行仿真分析,结果表明,微动参量在不同缩比系数模型中的分布规律和理论推导的相似关系一致;轮轴接触压应力以及轴向摩擦剪切应力的最大值,位于车轴轮座区域靠近齿轮箱座的内侧,高速列车车轴轮座内侧接触边缘最容易发生微动疲劳失效.

水电站门机起升减速机高速齿轮轴断裂失效分析

主要对水电站门机起升减速机的高速齿轮轴断裂失效问题进行了分析。对高速齿轮断裂口取样实验分析,找出其中的原因,以便在后期的施工中采取预防措施。

基于Simulation的高速齿轮轴有限元模态分析

通过模态分析软件solidworks Simulation对高速齿轮轴进行有限元模态分析,从而得到其低阶固有频率和主振型的有限元模型,将有效预估高速齿轮轴的振动特性。分析其结果表明,该高速齿轮轴的前2阶、3阶固有频率与齿轮啮合频率接近,齿轮轴将发生共振。文章研究了影响齿轮轴的主要激振来源等因素后,提出了具体的增强高速齿轮轴抗振性的措施,使高速齿轮轴的固有频率远离其齿轮啮合的固有频率,并为齿轮轴类零件的动力学特性的进一步改进提供了有一定的参考价值和指导意义。

减速机高速齿轮轴断裂失效分析

减速机在工业产生当中具有较为广泛的应用,但是减速机在使用过程当中高速齿轮轴经常发生断轴现象,甚至还会带来一定的安全隐患。为了解决减速机高速齿轮轴断轴问题,首先从材料问题、轴内存在夹杂物、装配工艺以及管理不到位四个方面对导致减速机高速齿轮轴断裂的因素进行了分析,最后从选择合适的产品、进一步完善减速机的安装工艺以及加强日常管理与维护三个方面论述了具体的解决对策。

分析减速机高速齿轮轴断裂失效及处理

针对3C710NE型减速机高速轴,在叙述其断裂检测与宏、微分析的基础上,对其断裂失效原因与处理进行深入分析,为避免类似情况的发生,保证高速轴正常、稳定运行提供重要参考依据。

起重机减速器齿轮高速轴损伤分析

某公司冷轧的多台起重机减速器高速齿轮轴先后断裂失效，对生产造成严重影响。该齿轮轴所用的材料为20CrNi2MoA，渗碳淬火，断裂发生在靠近电机端，位于轴承挡外侧处，断裂部位无轴径的变化，均为Ф70mm（见图1）。

方坯铸机移钢机减速机的齿轮轴改造

为延长方坯连铸机移钢机减速机的高速齿轮轴使用寿命 ,对 ZS82 .5减速机大高速齿轮轴进行改造 ,杜绝了高速齿轮轴断裂现象 ,减少了停机次数 ,提高了铸机作业率 。

凸轮轴高速数控磨床主轴静动态特性

以凸轮轴高速数控磨床主轴系统为研究对象,对主轴系统进行了三维有限元建模.建模过程中,将轴承支承简化为弹性支承,利用有限元分析软件Ansys Workbench对主轴系统进行了静力学分析、模态分析以及谐响应分析.得出主轴系统应力应变云图,主轴系统的前6阶固有频率和振型以及频响曲线图,并计算出主轴系统的静刚度和相应的临界转速.分析结果说明,主轴系统在工作过程中不会发生共振,且主轴的共振频率范围发生在2 800 Hz附近.对主轴系统的静刚度进行试验测试验证有限元分析的可靠性,两者之间的误差为12.9%.

基于封闭差动行星齿轮的传动轴设计及分析

封闭差动行星齿轮传动机构是一种新型组合传动机构。这种传动机构除了具有行星齿轮传动的所有优点,还具有功率分流,承载能力大等优点。主要对此传动机构中的高速级太阳轮轴进行设计与分析。首先确定封闭差动行星齿轮的各组成部分,根据已知参数设计轴的结构,然后利用有限元分析软件Simulation对轴进行有限元分析,从而达到优化设计的目的。

基于Isight的减速器高速齿轮轴集成优化

为了防止某减速器高速齿轮轴发生共振,需提高其前低阶固有频率。采用Pro/E软件建立高速齿轮轴模型,采用Abaqus软件对该高速齿轮轴进行模态分析,得到其前五阶固有频率和振型。通过采用Isight优化软件集成全局优化算法和梯度优化算法对其轴颈直径进行优化。优化之后,高速齿轮轴的轴颈直径达到了最优值,其前五阶固有频率都有一定的提高,防止了共振的发生,减少了振动和噪声。