Page 79 - 理化检验-物理分册2022年第六期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202206016

地铁列车从动齿轮表面裂纹产生原因

吴建华,李平平,梁雪冬,王 群,吴飞虎,刘德华

( 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司,常州 213011 )

摘 要: 采用磁粉检测、 金相检验、 硬度测试、 化学成分分析等方法对地铁列车从动齿轮表面大
量裂纹缺陷的产生原因进行了分析。结果表明: 齿轮表面裂纹的性质为接触疲劳裂纹, 早期开裂的
原因是磨齿过程中齿面发生了磨削烧伤。

关键词: 齿轮;磁痕;接触疲劳裂纹;磨削烧伤

中图分类号: TG156.34 ; TG115.5 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 06-0063-03

Causesofsurfacecracksondriveng earofmetrotrain

,
,
WUJianhua , LIPin gp in g LIANGXuedon g WANGQ un , WUFeihu , LIUDehua

( CRRCQishu y anInstituteCo. , Ltd. , Chan g zhou213011 , China )

Abstract : Ma g netic p articletest , metallo g ra p hicexamination , hardnesstestand chemicalcom p osition

anal y siswereusedtoanal y zethecausesofalar g enumberofcracksonthesurfaceofsubwa y traindriveng ear.The

resultsshowthatthenatureoftheg earsurfacecrackwascontactfati g uecrack , andtheearl ycrackwascausedb y

g rindin gburnonthetoothsurfacedurin gg rindin g .

Ke y words : ear ; ma g neticmark ; contactfati g uecrack ; g rindin gburn
g
在对某地铁列车进行架修时, 检修人员发现一 量裂纹; 齿面正常部位的加工纹理呈波纹状, 略显
件从动轮齿轮表面发生局部剥离现象, 接着对全齿 粗糙。
轮表面进行渗透检测, 结果发现齿轮表面存在裂纹,
且在检修过程中并不存在齿轮箱缺油的现象。该地
铁列车从动齿轮的材料为 20CrNi2Mo钢。
齿轮常见的疲劳失效模式主要包括齿根弯曲疲
劳和齿面接触疲劳, 其中齿面接触疲劳是闭式齿轮
的主要失效形式, 又表现为疲劳点蚀和剥落 [ 1-3 ] 。另
外, 硬齿面处的磨削烧伤也越来越引起生产方和科
研工作者的关注 [ 4-6 ] 。
图 1 某列车从动齿轮宏观形貌
1 理化检验 1.2 磁粉检测

1.1 宏观观察 对该从动齿轮进行磁粉检测, 结果如图 2 所示,
该从动齿轮宏观形貌如图 1 所示, 首先对其进 由图 2 可 知, 所 有 齿 面 ( 两 侧) 均 存 在 平 行 分 布 的
行形位公差和齿形齿向检查, 结果未发现明显异常。 磁痕。
齿面形貌显示几乎所有齿面( 两侧) 均平行分布着大 1.3 酸洗检查
为了确保待检齿轮不被酸液腐蚀而影响后续的
检查结果, 对齿轮进行半齿轮酸洗, 即将齿轮悬吊,
收稿日期: 2022-03-30
一半浸入酸洗, 另一半暴露在空气中, 相当于只对半
作者简介: 吴建华( 1977- ), 女, 高级工程师, 主要从事机械零部
件的失效分析工作 个齿轮进行酸洗检查。酸洗后的齿轮宏观形貌如
图 3 所示, 由图 3 可知: 所有齿面均有不同程度的烧
通信作者: 李平平( 1987- ), l pp 86101c@163.com
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