兆瓦级风力机偏航齿圈高强度联接螺栓螺纹表面裂纹扩展分析

建立兆瓦级风力机偏航齿圈与塔架法兰处高强度联接螺栓联接三维模型并在Hypermesh前处理,在ABAQUS建立高强度联接螺栓接触模型,按照不同裂纹深度和不同裂纹长度对高强度联接螺栓螺纹底端表面裂纹和螺纹顶端表面裂纹的扩展进行仿真分析。研究结果表明:高强度联接螺栓最大应力位置与裂纹位置无关,均出现在螺纹连接第1个螺纹处;当初始裂纹设置在第1个螺纹处时,由于高强度联接螺栓联接结构裂纹处产生应力集中、发生裂纹扩展现象,导致高强度联接螺栓应力过大,严重影响连接可靠性,故应特别注意此类裂纹,并防止其出现。

球磨机齿圈裂纹补焊工艺及裂纹控制方法研究

通过对35CrMo钢的焊接性、焊接工艺的研究,结合晋北铝业球磨机齿圈裂纹的实际情况,制定出了球磨机齿圈的补焊工艺方法,将齿圈修复完好并投入使用,取得了较好的经济效益。通过金相分析描述了齿圈裂纹形成的原因并提出了相应的控制方法。

42CrMoA钢制内齿圈开裂失效分析

42CrMoA钢制内齿圈在加工结束后产生了裂纹,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度计等对裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:裂纹的形成是因感应淬火工艺不当造成的,同时钢中还产生了较大的热处理残余内应力,钢中的氢和环境氢会向应力集中严重的淬火裂纹尖端富集,形成局部氢浓度升高,使初始淬火裂纹在残余应力作用下又以氢致延迟性裂纹继续扩展;通过采用正确的热处理工艺,在淬火后及时进行回火以改善淬硬层组织可预防开裂。

50Mn钢齿圈断齿原因分析

50Mn钢齿圈在使用很短时间后即发生断齿失效,为确定齿圈断裂的原因,对其进行了化学成分分析、宏观检验、硬度测试、断口分析、金相检验。结果表明:该50Mn钢齿圈的化学成分、外径面硬度等指标符合技术协议要求。齿部淬硬层可见多条裂纹,淬硬层深度和表面硬度不均匀,且不符合要求。齿圈齿部断齿是由淬硬层裂纹引起的疲劳开裂,失效原因与其齿部热处理工艺控制不当有关。

汽车差速器齿圈断齿失效分析

通过宏观和微区形貌检查、化学成分、金相组织检验和显微硬度测试等,对某汽车差速器齿圈断齿原因进行分析。结果表明,该齿圈存在机加工划痕,热处理后齿圈心部强度偏低。相对于承载能力而言,工作应力较大是导致齿圈发生快速脆性断裂的原因,并给出了必要的预防建议。

Fe-2Ni-0.5C粉末冶金钢内花键齿环的感应淬火

Fe-2Ni-0.5C粉末冶金钢制内花键齿环要求感应淬火,但采用10%PAG水溶液淬火时易开裂。采用16%PAG水溶液淬火,并适当降低加热速度和淬火温度,以及进行预冷淬火,结果在批量生产中该内花键齿环再未发生感应淬火开裂的情况。

汽车同步器齿环锻压工艺的改进

利用Deform-3D软件对汽车同步器齿环成形过程进行模拟,观察并研究坯料成形过程中的变形情况,分析产生缺陷的主要原因。通过调节坯料的尺寸并进行模拟,最终制件成形效果良好。实际生产证明,理论模拟结果与实际生产相符,采用Deform-3D软件对制件成形过程进行模拟,可预测制件成形缺陷,经对成形工艺进行修正,提高了生产效率,降低生产成本。

风电齿圈用钢F42CrMo4探伤缺陷分析和工艺改进

F42CrMo4钢风电齿圈的生产工艺流程为热装铁水-100 t EAF-LF-VD-φ500 mm CCM-缓冷-锻制成φ2000~3 900 mm环形锻件。对探伤不合格的风电齿圈缺陷部位运用超声波进行定位取样,分析表明,氧化铝类夹杂物以及铸坯疏松缺陷,是造成部分批次风电齿圈用F42CrMo4钢探伤不合格的主要原因。通过控制电弧炉终点碳≥0.15%,LF终点喂钙线0.50 kg/t,喂钙后软吹氩≥10 min,VD后氩气流量由2×25 L/min增加至2×30 L/min,控制钢水过热度10~18℃等工艺措施使钢中氮、氢和氧含量分别由原≤80×10-6、≤1.5×10-6和≤20×10-6降低到≤75×10-6、≤1.2×10-6和≤15×10-6,锻件探伤合格率提高到98.95%以上。

Φ5m石灰窑齿圈块断裂的原因及防止措施

由于Φ5 m石灰窑齿圈块结构的特殊性,在凝固过程中因收缩受阻而产生内应力,当内应力超过强度时,致使铸件产生裂纹,甚至发生断裂。从铸件收缩阻力和铸件结构方面入手,阐述了断裂的原因及防止措施。

42CrMo4钢锻辗齿圈的调质处理

通过改进调质工艺,使用8%-10%的无机水基淬火液,改进淬火冷却工艺参数,解决了42Cr Mo4钢齿圈淬火开裂的问题。

47Mn钢齿圈的感应淬火

大马力推土机终传动齿圈材料为47Mn钢,模数为8,采用500kW/2500Hz电源沿齿廓整体中频感应加热、自来水埋水喷淬,在齿圈的齿顶或齿根处常常出现淬火裂纹。后采用PAG水溶性聚合物喷淬,并进行了加热工艺和聚合物浓度方面的试验,既达到了齿圈的技术要求,又消除了淬火裂纹。经过批量生产,齿圈的质量非常稳定,提高了推土机的可靠性。

齿圈开裂失效分析

高速齿轮箱人字齿轮圈在进行第二次试车时发生开裂故障。通过宏观检验、化学成分分析、硬度测试、金相检验和扫描电镜分析等,研究了高速齿轮箱人字齿圈试车时开裂的原因。结果表明:齿圈的材料化学成分、低倍组织及非金属夹杂物检查结果正常。齿圈吊装螺纹孔加工表面粗糙度差,出现密集的微裂纹产生较大的应力集中效应,热处理时产生的较高热应力和螺纹内渗碳,是导致齿圈开裂的主要原因,试车启动时较大的冲击应力促进了裂纹的扩展。

三挡同步器齿环开裂原因分析

针对三挡同步器齿环装车后启动时发现开裂的问题,为查明其开裂原因,通过化学成分分析、硬度测试、裂纹宏观和微观金相检验等试验对开裂齿环进行了分析。结果表明:同步器齿环的开裂是由于凹槽在冷挤压时产生的形变应力和装配不当引起的外加应力,加上汽车停放在含有腐蚀介质(主要是氨或二氧化硫)、氧及潮湿空气中,即为拉应力和腐蚀介质共同作用下产生的应力腐蚀裂纹。

基于刚柔耦合模型的行星齿轮机构裂纹故障研究

行星齿轮机构行星轮裂纹故障存在难以诊断的问题,为了对行星齿轮机构行星轮裂纹故障进行更好的诊断,以某型汽车行星齿轮机构为例,基于该机构刚柔耦合动力学模型,对其行星轮裂纹故障信号频谱图特点进行了研究。首先,采用SolidWorks软件,建立了行星齿轮机构行星轮裂纹故障三维模型,利用ANSYS APDL软件将模型中需要布置传感器的部位设置为柔性体;然后,在ADAMS软件中建立了行星齿轮机构刚柔耦合动力学仿真模型;之后,采用ANSYS Workbench软件,对齿轮裂纹故障进行了啮合静力学分析,建立了行星轮的裂纹故障模型;最后,通过对齿轮机构进行刚柔耦合动力学仿真分析,得出了该行星齿轮机构行星轮裂纹故障模型的信号特征。研究结果表明:在行星轮裂纹故障频谱图中,信号的峰值均与啮合频率或其倍频相对应,而啮合频率处的局部峰值均与行星轮故障频率有关。

三环减速器环板断裂力学分析

用断裂力学方法分析了三环减速器环板的疲劳寿命。应力强度因子幅作为疲劳裂纹扩展的主要参量,利用断裂准则判断裂纹是否失稳扩展,并由裂纹扩展方程估算了减速器环板的疲劳寿命。

42CrMo4风电齿圈锻件内部裂纹形成原因及控制措施

针对连铸坯制备的42CrMo4风电齿圈锻件探伤不合格现象,通过金相腐蚀、扫描电镜和能谱分析等手段对缺陷类型和形成原因进行研究。结果表明,裂纹缺陷的存在是导致42CrMo4风电齿圈锻件超声波探伤不合格的主要原因。裂纹内部无夹杂物产生且周围无氧化物析出,连铸坯内部的成分偏析和冲孔引起的碳富集导致贝氏体组织中析出马氏体条带,组织间变形能力不均匀使合金热处理过程形成锻造裂纹。通过降低连铸坯浇铸温度、优化热处理制度和采用双侧冲孔工艺,该厂生产的42CrMo4齿圈锻件合格率从80%提高至99.6%,基本解决了42CrMo4风电齿圈成品探伤合格率较低的问题。

风电内齿圈感应淬火裂纹形成原因及改进方法

从宏观形貌、显微组织、脱碳层和偏析等方面分析了风电内齿圈感应淬火开裂问题。分析表明,锻件的碳偏析、脱碳是导致内齿圈感应淬火开裂的重要原因,内齿圈的碳偏析程度达到0.04%以上时,增加了感应淬火开裂的风险,同时齿顶脱碳加剧了感应淬火开裂的风险。实际工艺改进表明,采用三向锻造的方式获得锻造比大于7的坯料,内齿圈碳偏析差可降低至0.02%,能有效改善碳偏析。在冲孔工艺设计时,可以通过控制冲孔质量来实现连铸坯中心部位偏析的消除,当下料系数大于0.019时,可避免齿部显微缺陷和淬火开裂的产生。