中间齿轮轴承组件失效分析

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1、鼹决方寨整墨娶Z函盈工艺／工装，搬具，诠断，mill／维偿／改造中间齿轮轴承组件失效分析李鹏刚(中航工业哈尔滨东安发动机(集团)有限公司，哈尔滨150066)1引言间齿轮滚子轴承组件的失效原因、失效形式和失效过程某型号发动进行了系统分析研究。发动机齿轮轴承组件结构见图1。机在外场工作2齿轮轴承组件损伤宏观形貌672h后，发动机中间齿轮轴表面损伤宏观及局部放大形貌见图2，前机匣滑油滤内保持架宏观损伤形貌见图3，上排滚棒损伤最严重滚子有大量铝末和少的宏观形貌见图4。硬度测试结果表明，中间齿轮轴、滚量的钢末，分解子

2、、中间齿轮滚子轴承保持架硬度均符合图纸要求，滚子后发现齿轮轴严的材料经光谱定性分析，相当于GCrl5，化学定量及定性重剥落损伤，部分析检测结果表明，中间齿轮轴、中间齿轮滚子轴承保持分轴承滚棒剥架、滚棒的材料类别均符合相应的技术标准要求。落，保持架掉爪。3齿轮轴承组件失效形式判断为此对发动机中除中间齿轮轴有效渗层深度略低于技术要求，个别3目前常用回转驱动的几种调整形式的加长轴外圆圆心和内部与轴承配合的加长轴圆心为偏(1)回转驱动心结构，仍如图2结构，外壳相对于平台为偏心套，中心线电机水平安装。由与加长轴中心线偏

3、差1．5mm，偏心套与加长轴配合，其上于受到结构的限的圆周孔为15。均布。驱动装置中心线与回转支承中心线制，回转驱动无法理论上为一个固定的值，相互配合的轴套和轴之间每转过在360。转动调整，l5。时，偏心套距离驱动装置的中心线就会有一个微小的所以不能直接将其调整量，其值近似为1．5x(1-cosl5。)=0．05mm。用这个微调作成偏心套的形量来调整驱动装置中心线与回转支承中心线的距离。偏心式。只能通过其他套在加工上需要采取工艺措施来实现偏心结构，如用四爪方式如斗轮机中回卡盘定位加工，给工艺设计增加了一定的难

4、度，但加工时转驱动中的后焊法减少了平台定位止口的加工工作量。兰形式(见图3)。4结语(2)回转驱动电机竖直安装。一般作成三合一形式的取消定位止口改用偏心套形式来调整中心距可以作驱动，这种结构只在高度方向上受限制，安装时可以360。为一种设计方案来考虑。如果实现这种设计结构，虽然增回转，这时就可以用偏心的结构来调整回转驱动与回转支加了现场安装调试工作量，但减少厂内加工工作量，并且承的定位关系。对于第2种情况(见图2)，即竖直安装回转便于现场调整，有益于提高回转小齿轮与回转支承齿圈驱动电机时，又可分2种情况：一是

5、减速器自带加长轴，不的啮合精度。(编辑昊天)涉及我公司制作时，只需在订货时提出偏心结构要求即可；二是自行设计制作加长轴(见图1)，对自行制作的加长作者简介：闵振东(1974一)，男，高级工程师，主要从事机械设计方面轴，如果采用定位电机孔与回转齿轮偏心的结构，针对加的研究工作。长轴部分，可采用外壳偏心的形式，即外部与平台配合处收稿日期：2010—05—23142《机械工程师2010年第9期解决方寨工艺IT装I模具I诠断I蝠测I维修I改造露夏汹特征，由此判断中间齿轮轴滚道损伤的性质为疲劳损伤。__同时剥落区部位裂

6、纹形态特征都向一个方向伸展(伸向隧未剥落区)，裂纹扩展曲曲折折，存在掉晶现象，也具有疲l震劳裂纹的特点。由剥落断口的宏观、微观观察可见滚道表面剥落深度较浅，结合零件工作中所受应力为接触应力，霞强由此判断滚道表面剥落应为接触疲劳剥落。g霉在扫描电镜下对保持架残存的爪部断面观察，可观图2中间齿车；轴表面损伤宏观及局部放大形貌察到鳞片状特征并隐约可见疲劳条带的特征，因此保持架的损伤为疲劳损伤。上排滚棒工作面均存在不同程度的麻点和剥落，扫描电镜下观察，形貌具有鳞片状花样，囵呈层状特征，剥落区为多块剥落连结而成，为典型

7、的接触疲劳剥落损伤特征。_从金相分析可知，说明该剥落损伤与原始缺陷无直≯0接关系，从轴承组件破坏的痕迹特征来看，可以排除外物图3保持架宏观损伤形貌进入该组件导致损伤的可能性。J4齿轮轴承组件失效过程分析叠鞠通过对中间齿轮轴受损区域分析可以判断损伤区对ilII应于中间齿轮轴轴承滚道的恒定受载区，其它位置未见2剥落痕迹。当滚子选配不当、中问齿轮轴或中间齿轮直径，lIIII差(锥度)过大等原因使轴承受到一定的偏载作用，或轴承游隙过大使轴承受力分布扇形面积变小，以及承力滚I图4上排滚棒损伤最严重滚子的宏观形貌子个数减

8、少等不正常因素情况出现时，滚子运行到受载区域渗层组织中碳化物级区时，造成滚子与中间齿轮轴滚道表面挤压应力过高。别较差外，其余项目均满足同时由于中间齿轮轴表面渗碳层组织中较多块状、要求。中间齿轮轴的渗碳层角状等粗大碳化物及细小的网状碳化物的存在，降低了组织形貌及对应的从表面表面层的强度和韧性，破坏了金属基体的连续性，在挤压到心部显微硬度变化曲线应力的反复作用下累积到一定程度时，中间齿轮轴滚道见图5和罔