對(duì)國內(nèi)某在役核電廠氣閘門機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用薄壁齒輪斷齒失效事故進(jìn)行了分析研究,該研究從薄壁齒輪斷齒失效的機(jī)理和齒輪受載條件2個(gè)方面展開,找出了薄壁齒輪斷齒失效的根本原因:①薄壁齒輪選材不合理。材料牌號(hào)為ANSI1340,成分分析結(jié)果顯示S元素（含量為0.11%）遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)要求,且齒輪中含有大量Mn S夾雜物,Mn S使材料性能劣化,導(dǎo)致齒輪發(fā)生輪齒根切斷裂;②薄壁齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。選用了齒數(shù)為12齒的特殊結(jié)構(gòu)變位齒輪,變位齒輪受到的載荷超出其材料的許用限值,產(chǎn)生根切斷裂。最后,本文從材料選擇、制造加工工藝控制、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等3個(gè)方面對(duì)薄壁齒輪提出了優(yōu)化改進(jìn)措施。 

【文章來源】：核動(dòng)力工程. 2020,41(02)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

金相顯微組織檢驗(yàn)Fig.1MetallographicExamination

鎩?亞共析鋼在過熱后緩慢冷卻時(shí)沿晶界析出呈網(wǎng)絡(luò)狀分布的鐵素體，加工溫度越高、冷卻速度越慢，網(wǎng)格越明顯。這種組織晶粒粗大，塑性和沖擊韌性較差。由該金相顯微組織照片可知，該薄壁齒輪未經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，屬非調(diào)質(zhì)態(tài)。結(jié)合夾雜物形態(tài)和輪齒斷口形貌，可推斷該薄壁齒輪屬于熱軋態(tài)。3.5SEM斷口形貌分析對(duì)薄壁齒輪輪齒斷口進(jìn)行SEM分析。由圖2SEM全貌分析（圖中數(shù)字序號(hào)為SEM顯微觀察位置的編號(hào)）可以看出，薄壁齒輪輪齒斷口處較為粗糙，并伴有可見輕微的塑形變形特征。斷口微觀SEM分析發(fā)現(xiàn)，輪齒斷口處均為韌圖2SEM全貌分析Fig.2SEMGeneralAnalysis窩形貌，韌窩形態(tài)呈細(xì)小孔狀或條狀特征。該結(jié)論佐證了齒輪斷裂方式為過載剪切斷裂。3.6硬度試驗(yàn)按GB/T230.1—2009[8]進(jìn)行洛氏硬度試驗(yàn)，分別檢測(cè)齒輪表面和齒輪心部的硬度。齒輪表面的硬度檢測(cè)面在未斷齒的齒面上，并平行于齒輪。齒輪心部的硬度檢測(cè)面位于齒根部，且垂直于齒輪軸線。由表2硬度檢測(cè)結(jié)果可得，齒輪表面硬度檢測(cè)結(jié)果為平均值98.6HRB（洛氏硬度），齒輪心部硬度平均值為97.6HRB。結(jié)果表明，齒輪表面與心部硬度相近，說明齒輪未經(jīng)表面硬化處理或表面調(diào)質(zhì)處理。表2硬度檢測(cè)結(jié)果Table2ResultsofHardnessTest編號(hào)檢測(cè)位置檢測(cè)值/HRB平均值位置1位置2位置3位置4/HRB1#齒輪表面98.598.598.599.098.62#齒根中心97.097.598.597.597.6按GB/T33362—2016[9]進(jìn)行硬度換算，97HRB近似等于212HB（布氏硬度）。GB/T3077—2015[5]中規(guī)定40Mn2在退火或高溫回火狀態(tài)下的硬度應(yīng)不大于217HB。該結(jié)果表明該薄壁齒輪硬度偏高，進(jìn)一步印證了材料中MnS硬質(zhì)夾雜物過高的結(jié)論。4薄壁齒輪受載失效分析根據(jù)薄壁齒輪失效機(jī)理分析


本文編號(hào)：3525355