Page 73 - 理化检验-物理分册2023年第三期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202303019

某涡桨发动机减速器齿轮轴滚道剥落原因

王更杰, 叶金祥, 刘丽婷, 唐梦兰

( 中国航发中传机械有限公司, 长沙 410200 )
摘 要: 在工厂试车时, 某涡桨发动机减速器齿轮轴滚道发生剥落。采用宏观观察、 磁粉探伤、
扫描电镜分析、 磨削烧伤检查、 金相检验和硬度测试等方法, 分析了该齿轮轴滚道剥落的原因。结
果表明: 该齿轮轴滚道发生了接触疲劳剥落, 滚道的工作表面存在磨削烧伤区域, 使其接触疲劳强
度降低, 产生了疲劳裂纹, 最终导致齿轮轴滚道发生剥落。

关键词: 齿轮轴滚道; 剥落; 接触疲劳; 磨削烧伤; 二次淬火层

中图分类号: TB30 ; V263.6 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 03-0061-04

Reasonsfors p allin g ofaturbo p ro p en g inereducer g earshaftracewa y

WANGGen gj ie , YEJin g xian g LIULitin g TANGMen g lan
,
,

( AECCZhon g chuanTransmissionMachiner yCo. , Ltd. , Chan g sha410200 , China )

Abstract : Durin g thefactor y testrun , theracewa y ofaturbo p ro p en g inereducer g earshaft p eeledoff.The

reasonsfors p allin g ofthe g earshaftracewa ywereanal y zedb ymeansofmacrosco p icobservation , ma g netic p article

testin g , scannin g electronmicrosco p eanal y sis , g rindin gburnins p ection , metallo g ra p hicexaminationandhardness

test.Theresultsshowthatthecontactfati g ues p allin goccurredonthe g earshaftracewa y , andthe g rindin gburn

areaexistedontheworkin g surfaceoftheracewa y , whichreducedthecontactfati g uestren g thand p roducedfati g ue

cracks , andfinall y ledtothes p allin g ofthe g earshaftracewa y .

Ke y words : earshaftracewa y ; s p allin g ; contactfati g ue ; g rindin gburn ; secondar yq uenchin g la y er
g
涡桨发动机主要由燃气涡轮、 减速器和螺旋桨 的金属屑报警器发生报警, 被迫停止试验, 该次试验

组成, 螺旋桨的转速一般控制在 1000r / min , 而涡 时间共计72h , 未达到发动机的首翻期( 200h )。经

轮的最佳工作转速约为20000r / min , 为保证涡轮 检查发现发动机减速器齿轮轴滚道出现了剥落现

和螺旋桨都在正常范围内工作, 减速器的工作至关 象。笔者对该齿轮轴滚道进行了宏观观察、 磁粉探
重要。减速器齿轮轴采用行星齿轮结构, 内有滑油 伤、 扫描电镜( SEM ) 分析、 磨削烧伤检查、 金相检验
泵对其进行强制润滑, 滑油泵由 55 齿大齿轮与 和硬度测试等一系列理化检验, 查明了齿轮轴滚道
19齿小齿轮经电子束焊接而成, 其中 55 齿的齿轮 出现早期剥落的原因, 并提出了相关建议, 以避免该
两 端 分 别 有 一 个 齿 轮 轴 外 圆, 齿 轮 轴 材 料 为 类问题再次发生。
14CrMnSiNi2MoA 钢, 表面经渗碳 淬 火 处 理 [ 1-4 ] 。 1 理化检验
渗碳 层 深 度 要 求 为 1.0~1.2 mm , 表 面 硬 度

≥60HRC , 齿轮轴外圆经磨削加工后作为轴承的 1.1 宏观观察

内圈使用, 直径约为 50mm , 与齿轮轴配套的外圈 齿轮轴滚道剥落区的宏观形貌如图1所示, 可
及滚子材料为 GCr15钢 [ 5-7 ] 。 见剥落区呈碾压、 磨损形貌, 其上有两个距离相近且
在进行工厂试车时, 某型号涡桨发动机减速器 宏观上不连续的1 , 2 剥落坑, 两处剥落坑均靠近
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小齿轮一端, 其尺寸分别约为 10mm×8mm ( 周

向×轴向)、 1mm×5mm ( 周向×轴向), 两个剥落
收稿日期: 2022-05-14

作者简介: 王更杰( 1988- ), 男, 本科, 工程师, 主要从事航空发 坑的间隔距离约为2mm , 间隔区存在较多微裂纹,
微裂纹大致平行分布。
动机传动系统物理冶金及失效分析的研究工作, 506081738@ qq .com
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