球磨机变速器开裂的失效分析

来源期刊：材料保护2021年第2期

论文作者：孟华 王茜

文章页码：157 - 161

关键词：球磨机;变速器;夹杂物;应力强度因子;应力集中;

摘    要：某矿山球磨机变速器圆锥齿轮使用10 d即发生开裂失效,为此,用直读光谱仪、拉伸试验机、维氏硬度计、金相显微镜、扫描电镜研究了球磨机齿轮的化学成分、力学性能、金相组织及断口形貌。结果表明:齿轮的金相、硬度、成分均符合技术要求,断口的裂纹源位于断口内部,裂纹源处有较多的O、Al、Ca、Na等夹杂物,这些夹杂物硬度较高,割裂了材料基体,使基体产生孔洞效应,受到外力时容易产生应力集中。根据断裂力学计算,夹杂物产生的应力集中约200 MPa,和淬火后的残余应力叠加,是导致齿部开裂的主要原因。采取的改进措施是将原材料由普通钢厂供应改为特殊钢厂供应,减少钢中夹杂物的含量。实践证明,改进措施彻底解决了齿轮的开裂问题。