Page 83 - 理化检验-物理分册2024年第九期
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孟高强，等：风电齿轮箱齿轮损伤原因
表4 试样的显微组织分析结果 级
项目 左齿面节圆实测值 右齿面节圆实测值 左齿根实测值 右齿根实测值 技术要求
马氏体 2 2 5 5
残留奥氏体 2 2 4 5 1~3
碳化物 1 1 1 2
组织形貌如图3所示，齿根内氧化微观形貌如图4所 （2.16~2.88 mm）。
示。由表3，4和图3，4可知：齿根内氧化深度、齿面 1.5 扫描电镜 （SEM）分析
硬度、齿根马氏体级别、齿根残留奥氏体级别均不符 在剥落行星轮上取样，将试样在乙醇中超声清
合相应技术要求。 洗，然后烘干，采用扫描电镜对试样进行观察，结果
如图6所示。由图6可知：大剥落坑是以初期剥落为
裂纹源进一步剥落而成的，裂纹源处未发现原材料冶
金缺陷；裂纹源位于齿面，轮齿表面形成裂纹后，在
齿面啮合过程中，表面金属发生了明显塑性变形，形
成了鳞片，鳞片的伸长方向即为两啮合齿面的相对滑
动方向；部分剥落处可以看到明显的疲劳条带。
图 3 齿面节圆显微组织形貌
图 4 齿根内氧化微观形貌
1.4 硬度测试
在剥落行星轮上取样，按照GB/T 9450—2005
在左右齿面节圆位置进行硬度梯度测试，结果如图5
所示。由图5可知：左齿面渗碳层深度为2.45 mm，
右齿面渗碳层深度为 2.58 mm，满足设计要求
图 6 剥落行星轮的 SEM 形貌
1.6 精度检测
将剥落行星轮清洗后，采用三坐标仪对其加工
尺寸进行检测 ，行星轮精度检测结果如表5所示。
[2]
由表5可知： 齿轮在自由状态下的加工精度满足图纸
要求，与三级太阳轮啮合的右齿面磨损相对严重，磨
损尺寸约为10.6 μm。
2 使用维护分析
2.1 温度分析
图 5 齿面节圆硬度梯度曲线 对剥落齿轮箱相应的机组进行温度分析，机组
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