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齿圈淬火裂纹和变形的防治

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人气:-发表时间:2019-11-18 10:05【

风能轴承的最大的特点是高寿命、高可靠性,特别是齿圈表面淬火是对风电轴承工艺的最大挑战。经过工艺人员的努力,攻克了齿面淬火的难关,保证了风电轴承的顺利下线。同,齿圈表面淬火的问题也随之而来,主要问题是齿圈表面淬火的变形和裂纹。

1.齿圈表面淬火变形

1。1 齿圈表面淬火变形的原因分析

齿圈感应加热表面淬火过程中,因温度和金相组织发生改变,会产生热应力和组织应力。齿轮在表面淬火后,其残余应力如图 1。

齿圈淬火.png

图1 齿轮表面淬火后的残余应力

由于齿圈内径受压缩应力的作用,导致表面淬火后内径收缩,引起齿圈变形,加之齿轮结构的特殊性,淬火后的变形倾向也是多种多样的。

1.2 齿圈表面淬火变形的危害

1.2.1 齿圈表面淬火变形造成齿圈椭圆超差,造成下工序无法加工;或造成加工中滚道硬度偏低。

1.2.2 齿圈表面淬火,可能会造成齿形、压力角、齿厚和齿高等变形,最终影响齿轮的啮合,导致产品无法使用。

1。3 齿圈表面淬火变形的防治

1.3.1 齿圈表面淬火前,对齿圈进行整体加温并保温3个小时,消除前期加工中的切削应力,降低冷加工产生应力对表面淬火的影响。

1.3.2 对已经变形的齿圈采用加热整形法,通过加热在组织内部产生新的热应力,与组织内部的残余应力进行作用,使其重新分布,从而引起齿圈外形尺寸改变,达到整形的目的。

2 齿图表面淬火裂纹

2。1 齿圈表面淬火裂纹的原因分析

2。1。1 齿面感应淬火时,由于加热不均,局部过热造成硬化层深度不均,造成裂纹。

2.1.2 在齿面淬火冷却过程中,齿根和齿顶处截面尺寸相差较大,造成各截面尺寸不同部分的冷却速度不一致,致使各部分马氏体转变温度不同,产生很大热应力,造成裂纹。

2.2 齿圈表面淬火裂纹的常见形式及其防治

对齿圈表面淬火前,通过感应器对齿面进行预热,温度260~300℃,速度为正常淬火速度的2—4倍,可有效地消除齿轮内应力,从而避免裂纹的产生。

齿圈淬火

图2 为齿圈表面淬火裂纹的主要形式

图a,b为包齿淬火时,齿顶温度过高,冷却过于激烈造成裂纹;可通过改进工艺参数,控制加热温度,采用缓和冷却介质,控制喷水时间,及时回火;

图c为沿齿沟淬火时在出口处温度偏高,冷却速度加快造成裂纹;可通过改变感应器行程和消除端面锐边避免裂纹;

图d为沿齿沟淬火时,感应器温度偏高,冷却激烈造成裂纹;可通过改进感应器精度和改进靠模装置,使上温均匀避免裂纹;

图e为最常见裂纹情况,是沿齿沟连续淬火时齿顶处温度偏高,冷却过急造成裂纹;可通过缩小感应器形状,增大偶合间隙,打磨倒角消除裂纹;

图f为沿齿沟淬火时温度过高,冷却过急造成齿面龟裂。

3 结论

通过对风电轴承投产以来产生的淬火裂纹和变形的总结和分析,积累了充分的操作经验,对公司风电轴承齿圈的淬火工作起到了极大的推动作用,保证了公司风电产品的质量和产量。

此文关键字:齿圈淬火

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