Page 81 - 理化检验-物理分册2018第四期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１８０４０１３

采煤机摇臂惰轮断裂失效分析

王 洋,王培科,孙 萌

( 西安煤矿机械有限公司,西安 ７１００３２ )
摘 要: 利用宏观检验、 磁粉探伤、 化学成分分析、 金相以及硬度检验等方法对某采煤机摇臂惰
轮的疲劳断裂进行了失效分析, 确定了疲劳源微裂纹产生的原因.结果表明: 惰轮在加工完成后的
返修过程中挡圈槽处产生了切削微裂纹, 微裂纹在摇臂惰轮工作时的交变载荷作用下不断扩展, 最
终导致惰轮疲劳断裂.
关键词: 惰轮;疲劳断裂;返修;切削裂纹;失效分析

中图分类号: TG１１５．２ 文献标志码: B 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１８ ) ０４Ｇ０２９３Ｇ０３
FailureAnal y sisonFractureofRockerIdlerGearofaCoalMinin gMachine

,
WANGYan g WANGPeike , SUN Men g
( Xi ’ anCoalMinin g Machiner yCo． , Ltd． , Xi ’ an７１００３２ , China )

Abstract : Failureanal y sisonthefati g uefractureoftherockeridler g earofacoalminin gmachinewascarried
outb ymeansofmacroins p ection , ma g neticp articleins p ection , chemicalcom p ositionanal y sis , metallo g ra p hictest
andhardnesstest , andthecauseoffati g uesource microＧcracks wasdetermined．Theresultsshowthatcuttin g
microＧcracksp roducedattherin gg rooveoftheidlerg eardurin gitsreworkp rocessaftermachinin g ．ThemicroＧ
crackscontinuedtoex p andunderthealternatin gloadoftherockeridlerg ear , andeventuall yledtothefati g ue
fractureoftheidler g ear．
Ke y words : idler g ear ; fati g uefracture ; re p air ; cuttin gcrack ; failureanal y sis

某矿 采 煤 机 仅 使 用 一 周, 其 摇 臂 即 出 现 异 常
而无法正常工作.经现场分析初步判定为齿轮减 １ 理化检验
速机构失 效, 拆 开 摇 臂 后 检 查 发 现 摇 臂 惰 轮 断 裂 １．１ 宏观检验
并分离为 数 块.从 多 年 失 效 统 计 来 看, 采 煤 机 齿 惰轮沿纵向断裂成数块, 内壁表面局部发黑, 有
轮失效形 式 主 要 为 断 齿、 齿 面 点 蚀、 齿 变 形 等, 而 窜动再次回火的痕迹, 如图 １ 所示.每块断口均呈
断裂并 分 离 为 数 块 尚 属 首 例. 该 惰 轮 生 产 过 程 典型的疲劳断裂特征 [ １ ] , 疲劳源位于惰轮内壁挡圈
为: 下 料 → 锻 造 → 正 火 ( ９２０ ℃ ) ＋ 高 温 回 火 槽处, 疲劳扩展区贝纹线清晰, 瞬断区呈过载断裂特
( ６５０ ℃ ) → 机 加 工 ( 滚 齿 ＋ 车 挡 圈 槽 ) → 渗 碳 征, 有明显的撕裂棱和放射花样, 如图 ２ 所示.
( ９３０ ℃ ) → 高 温 回 火 ( ６５０ ℃ ) → 淬 火 ( ８１０ ℃ ) →
低温回火( ２００ ℃ ) → 磨齿及孔内壁.惰轮技术要
求 为: 渗 碳 层 深 度 ２．５~３．０mm , 表 面 硬 度 ５８．０~
６２．０HRC , 心部硬度 ３８．０~４４．０ HRC .笔者对该
断裂惰轮进行了检验和分析, 以查明其断裂原因,
并采取措施避免类似失效的再发生.

收稿日期: ２０１７Ｇ０４Ｇ１７
图 １ 断裂惰轮宏观形貌
作者简介: 王 洋( １９８８－ ), 男, 助理工程师, 学士, 主要从事无损
Fi g 敭１ Macromor p holo gy ofthefracturedidler g ear
检测及失效分析工作, ６９４１１２６６６＠ qq ．com
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