基于数据分析的减速机齿轮轴损坏原因的现代研究
摘 要 本文详细的观察及探究某搅拌机配套应用期间，产生的减速机齿轮轴损坏情况的因素。经过一系列的分析以后，结果显示齿轮轴的显微组织以及渗层深度和包括硬度在内的各项指标，均能够满足标准要求。减速机齿轮轴的破坏现象，为一种纯机械过载损坏情况。同时，经仔细地实施机械强度的核算，显示出机械强度没有完全满足标准要求是导致减速机齿轮轴纯机械过载损坏产生的重要因素。所以，应该对减速机进行重新选型，充分保障机械强度可以达到实际的搅拌机工况需求。
关键词 减速机；齿轮轴损坏；因素；分析及探讨
减速机齿轮轴的类型较多，例如以抽线形状分类，具有直轴、曲轴、挠性钢丝轴；按照抽的外形分类，包含阶梯轴以及光轴；按照承载的类型分类，包括转轴、传动轴、心轴三种形式。减速机齿轮轴主要的功用为通过支撑轴上零件，获得轴上零件回转或者往复性的运动，同时可以传递运动以及扭矩，并能够承受弯矩。但是，在实践工作期间，减速机齿轮轴损坏的情况也较多，所以对于损坏因素实施科学有效的分析是十分必要的[1]。
1 减速机齿轮轴损坏概况
某搅拌机配套应用的齿轮减速机，在进行应用10个月时，日常工作期间产生了齿轮轴损坏的现象，并且情况较为严重，引发不能够进行正常的应用工作。此减速机的型号为YNF1110，以及传动比是500，装配形式是V11。在减速机发生损坏之前，所配套YP250M-4型电动机功率在55kW，其中的转速以及公称传动比分别为每分钟1450r、i=500，工作方式为24小时的连续单向旋转形式。环境状态为温室情况下，此外搅拌机的工作介质是液体或者半液体[2]。
2 理化检验
2.1 宏观分析
在减速机齿轮轴出现损坏问题时，在减速机齿轮轴表面处并没有显著程度的损坏，但是于轴上面部位存在较多个齿轮出现断裂的情况。对于损坏的齿轮展开详细的观察以后，能够显而易见的发现，在全部的断裂轮齿的断面上部位，可以明显地观察到启裂区以及扩展放射区，并且清晰显现启裂区位于齿轮的同一侧位置处，并且渐渐的扩展到另一侧部位。同时，断口均为启裂区启裂以后，直接的出现扩展断裂问题。在没有出现断裂现象的轮齿轴上部，存在显著挤压损伤状况。此外，也能够清晰地看见轮齿受挤压破碎形貌。所以，在应用的期间，轮齿遭遇极强外力作用[3]。
2.2 显微组织
以显微组织观察的举措进行分析，先实施轮齿上取样，系统的观察。结果显示，轮齿的表面部位具有一层渗层，在齿顶部位以及两侧啮合面、齿根部的渗层深度为570μm、1102μm以及910μm。其中，渗层的显微组织是细针回火马氏体，以及轮齿心部显微组织是针状回火马氏体[4]。
2.3 硬度测试
对于本研究中的轮齿实施详尽的测试，结果为：齿面硬度测试值为61.5，技术要求为58.0～62.0；心部的硬度测试值为39.0，技术要求为30.0～42.0。
3 综合分析
减速机为典型的动力传达机构，能够使电动机以及内燃机，或者其他形式的高速运转的动力回转数进行减速达至符合需求的回转数，同时可获取最大转矩。通常情况下，减速机获得减速的最终目标，是经输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮方式得到。于实践的工作期间，对于减速机齿轮而言，需要对于较大交变，或者剧烈的冲击载荷现象具有良好的承受能力。由于接触应力大，会极容易引发齿面产生磨损问题，所以应该严密的保障齿轴表面具备耐磨性以及较强的硬度，而且心部位置也要具有良好的强硬度以及坚韧性。在本文中的分析结果显示，经显微组织检验途径观察齿轮轴通过渗碳处理，在齿顶以及齿根部位、啮合面位置处均存在厚度程度较大的渗层厚度。同时，通过进行硬度测试，结果显示其表层部位存在较强硬度，但是在心部位具有相对适中的硬度，所以满足产品技术要求标准，以及能够适应于齿轮实际应用的环境和条件。
但是通过实际的宏观分析举措以后，显示全部的断裂轮齿断面部位置处启裂区都在轮齿的同一侧部位，同时均是通过启裂区启裂后，在另一侧进行直接形式的扩展，从而产生扩展断裂的现象。此外，在轮齿上部位处的区域，存在显著挤压损伤问题，也具有挤压破碎的形貌状态。所以，显示出了在实践的工作应用期间，轮齿遭遇到过度的、极强性质的外力作用，因而判断出齿轮的破坏，为一种纯机械过载损坏现象[5]。
在进行实际的生产工作过程中，需要使得减速器严格的遵循传动比、相关的应用要求作为依据，实施类型的确定，同时将机械强度作为基础，对于规格进行精确的掌控，对于许用热功率展开科学合理的校核。其中，对于减速机的计算功率，按照公式：P2m=P2·KA·KS·KR进行正确的计算。在公式中，工作机功率的表示方式为P2；使用系数的表示方式为KA；启动系数的表示方式为KS；可靠度系数的表示方式为KR。依据本文进行分析出的减速机实际工作参数同时查表，能够进行计算获得到：在搅拌机工作介质是液体或者为半液体的情况下，其计算的功率是83.5kW以及99kW。但是此YNF1110-500型减速机，并未完全的符合搅拌机工作期间的强度需求标准。而且不恰当的选型是导致此减速机齿轮轴出现了纯机械过载损坏问题的重要导致因素[6]。
4 结束语
综上，齿轮轴的显微组织以及渗层深度、硬度都满足设计的要求标准，对于减速机齿轮轴所出现的破坏现象而言，为一种纯机械过载损坏情况。所以若想保障搅拌机可以在正常、平稳的状态中进行工作，就必须做到减速机的重新合理选擇，确保机械强度可以达到搅拌机工作的相关需要。而且在搅拌机的工作介质是液体情况下，应适当的采取YNF1240-500型减速机对于强度的需求进行满足。此外，在搅拌机的工作介质是半液体状态下，可选择YNF1400-500型减速机提升强度标准。
参考文献
[1] 王洪如.减速机齿轮轴损坏原因分析[J].重型机械，2013，（06）： 81-83.
[2] 王长健.ZS165-250型减速机齿轮轴断齿原因分析[J].热加工工艺，2015，（04）：242-243.
[3] 关丽坤，王宁宁.减速机斜齿轮轴断裂原因分析[J].煤矿机械，2013，（06）：101-103.
[4] 张宏伟，王艳丽，郑喜平.减速机齿轮轴的断裂失效分析[J].煤矿机械，2016，（02）：67-69.
[5] 张彦文，张友登，杨志婷，等.减速机齿轮轴开裂分析[J].物理测试，2016，（05）：54-57.
[6] 朱波，傅兴元.减速机齿轮轴断裂分析[J].热处理，2012，27（03）： 73-75.