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升降平台中齿轮条断裂的解决方案
添加时间:2015-04-20    阅读次数:1457
一、升降平台齿条断裂的原因

断口微观形貌为河流花样,即典型的解理断裂特征,而齿条是在搬运过程中摔断的。因此,齿条的断裂性质为冲{载荷所致的脆性断裂。根据试验结果,得出齿条断裂与以下因素有关:

1、组织状态

断裂齿条的显微组织由珠光体和铁素体组成,属典型的正火组织,但铁素体呈网状分布。由于铁素体的硬度、强度均较低,这种组织属不良组织缺陷。网状铁素体的存在会显著弱化晶界强度。

从热处理艺角度看,形成网状铁索体的主要原因是齿条加热和冷却方式不,正火加热温度过高,出现了粗大的奥氏体晶粒,后序冷却过程巾又采用了较快的冷却方式,从而导致先共析铁素体沿奥氏体晶界呈网状析出。断裂齿条与完好齿条相比,铁素体也明显呈网状分布,但前者的晶粒更粗大。

由此可见,正火加热和冷却方式不当,造成液压升降平台齿条的晶粒粗大并且铁素体呈网状分布,是齿条断裂的因素之一。

2、化学成分

由化学成分分析结果可知,断裂齿条材质化学成分巾Si、Mn元素含量超出标准要求。在钢材中,Si、Mn元素有助于提高钢材的强度,若含量过高,在提高材料强度的同时,也会牺牲材料的塑性。

这是导致断裂齿条的抗拉强度远高于标准要求,而断后伸长率低于标准要求的主要原因。材料强度偏高而塑性降低,使材料的脆性增加,在冲击载荷作用下更易发生脆性断裂。另一方面,断裂齿条中s、P元素的含量均处于标准规定值的上限。S、P元素为钢中的杂质元素,都将增加钢的脆性,降低韧性。

3、夹杂物

金相组织检查表明,断裂齿条材质中存在较多的非金属夹杂物。从夹杂物形貌以及断口可以看出,这些夹杂物主要以硫化物和氧化物为主。硫化物夹杂塑性较好,而氧化物夹杂则硬而脆,在齿条受力状态下,夹杂物尖端将产生应力集中,且由于变形不一致,导致基体与夹杂物界面首先开裂。夹杂物较多也是导致齿条断后伸长率较低的重要原因之一。可见,夹杂物较多是造成齿条断裂的又一因素。

4、齿条的断裂性质为冲击载荷所致的脆性断裂。由于正火加热和冷却方式不当,造成齿条的晶粒粗大并且铁素体呈网状分布;齿条化学成分中Si、Mn元素含量超出标准要求,S、P元素处于标准规定值上限;齿条材料中存在较多的非金属夹杂物,这几个因素共同作用,导致了齿条发生断裂。

二、升降平台齿条断裂的对策

为了提高齿条齿形加工效率,国外在大批量齿条加工中出现了新的方法,如采用轧制,拉刀外拉齿等,但这必须投入大量的资金、设备。根据少投人多产出、简单易行的原则,采用硬质合金刀具代替高速钢刀具铣削齿形的办法,可达到预想的目的。现在硬质合金在常用刀具中运用较普遍,而在齿轮和齿条的齿形面加工中,在国内应用还较少。

主要原因,一是高硬度的刀具材料使磨削困难,特别是为了保证齿条铣刀前刀面修磨后齿形正确,铣刀的齿顶后角和齿侧后角必须在铲齿车床上铲磨,而铲齿车床上铲磨用砂轮不宜过大,否则就会发生干涉。由于铲磨砂轮直径较小,导致磨削速度低,使硬质合金这样的高硬度材料磨削困难,且磨削表面粗糙。为了解决这一难题,采用大直径砂轮粗磨,专用金刚石砂轮精磨的办法,可使刀具的顶刃和侧刃后角达到设计要求。

原因之二是,硬质合金有高的红硬性、耐磨性,一般切削速度可达250~300ndmin,但是刃口容易崩刃,寿命短。正确地选择高韧性、耐冲击的刀具材料成为关键。为了保证刀具质量,可选用适合此种刀具使用的材质为YW2的硬质合金刀片。克服了以上两大难题后,新型齿条铣刀的制造问题就得到解决。通过改进齿条热处理工艺,严格控制材质化学成分和非金属夹杂物,可有效预防此类故障的发生。

施工升降平台亟需提高设计制造质量,更重要的是施工企业要加强自身的管理水平。任何事故发生的原因无非是物的不安全状态、人的不安全行为和管理上的缺陷,而人和物是可以通过管理来控制的。因此,加强管理是杜绝各类事故发生的唯一有效途径。

升降平台齿条断裂的原因

对断裂齿条断口进行微观观察和能谱分析,对比分析齿条金相组织,并对其化学成分和力学性能进行分析,查找其断裂失效的原因。升降平台断口微观形貌为河流花样,即典型的解理断裂特征。

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