带注油孔齿轮裂纹原因分析及工艺改进.pdfVIP

第4 期（总第494 期） 铁道机车与动车 2015年4 月 带注油孔齿轮裂纹原因分析及工艺改进 刘 旭 （金鹰重型工程机械有限公司，湖北襄阳441001） 摘要：对带注油孔齿轮产生裂纹的原因进行了分析，并通过对加工、热处理工艺进行优化，结 合实际生产验证，提出了该类问题的解决措施。 关键词：带注油孔齿轮；裂纹；热处理工艺；措施 中图分类号：U262.52 文献标识码：B 文章编号：2095-5901（2015 ）04-0036-02 齿轮箱是铁道车辆走行或动力传动的关键部 件，在大功率、重载工况下，齿轮箱的传动齿轮与轴 之间往往采用过盈连接方式。为了便于拆卸，提高 装配质量及效率，过盈连接常采用注油压装方式， 针对这种情况需要在齿轮或轴上加工注油孔以便 压入高压油。若齿轮或轴在加工、热处理、装配过 程中工艺控制不好，容易在注油孔部位发生裂纹， 造成连接失效。本文就生产过程中发生的实例，对 带注油孔齿轮产生裂纹的原因进行分析，改进加工 及热处理工艺，提出过盈连接齿轮注油孔部位产生 裂纹的解决措施。 图1 齿轮箱 轴装配图 Ⅰ 1 实例分析 2所示（粗线部分为防渗剂覆盖、填充部位）。 图1所示为某种铁路轨道车驱动齿轮箱的齿 轮与轴连接结构图。 圆柱齿轮在轮毂部位设置注油孔，齿轮与轴之 间采用注油压装，齿轮材料采用优质低合金结构钢 20CrMnMoA，齿轮热处理要求齿面渗碳淬火，渗碳 层深1.3~1.7 mm，表面硬度56 ~60 HRC，心部硬 图2 防渗剂分布图 度30~45 HRC。该齿轮加工工艺流程为：锻造→ 粗车（各表面、内孔、减重孔槽） 正火 半精车 圆柱齿轮加工完后，将其与齿轮轴采用高压注 → → （各表面、内孔、减重孔槽） 加工注油孔、槽 滚 油过盈压装，在装配过程中圆柱齿轮在注油孔所在 → → 齿 渗碳 淬火、低温回火 磨两端面 磨内孔 部位发生裂纹，如图3所示。 → → → → → 磨齿 检验。 经对齿轮做化学成分分析，结果符合标准要 → 在渗碳淬火前，对齿轮注油孔填塞防渗剂，油 求。对齿轮的过盈装配强度进行核算，结果也在允 槽、内孔以及减重槽内侧两端面涂抹防渗剂，如图 许范围之内。 为了进一步查明原因，将圆柱齿轮沿裂纹方向 做径向剖切分成两半，检查发现在齿轮注油孔侧沿 收稿日期：2014-11-25 作者简介：刘旭（1978—），男，湖北襄阳人，工程师。 半径方向形成贯穿性开裂，断裂面将注油孔一分为 第4 期（总第494 期） 刘旭：带注油孔齿轮裂纹原因分析及工艺改进 37 硬层（见图5 ），在光学显微镜下观察，淬硬层最表 层有脱碳特征，组织为铁素体+屈氏体，裂纹位于