風(fēng)電傳動關(guān)鍵部件缺陷分析及對策

【摘要】：本論文以開裂失效的風(fēng)力發(fā)電三種關(guān)鍵傳動部件(大齒圈、太陽輪、輸出齒輪軸)為研究對象,利用掃描電子顯微鏡(SEM)、光學(xué)顯微鏡(OPM)觀察分析了失效部件的宏觀及微觀組織特征；利用發(fā)射光譜儀(OES)及X射線能譜儀(EDX)分析測定失效部件的基體化學(xué)成分和微區(qū)化學(xué)成分；利用X射線衍射儀(XRD)對失效部件的相組成進(jìn)行了分析測定；通過對失效部件斷口的宏觀及SEM觀察研究確定三種部件的失效機(jī)制。綜合分析研究觀察結(jié)果,并結(jié)合現(xiàn)場熱處理工藝實(shí)驗(yàn)最終確定了三種關(guān)鍵部件的失效原因,在此基礎(chǔ)上提出針對熱處理工藝及操作的改進(jìn)措施及對策,從而有效的防止關(guān)鍵部件開裂失效。 論文的主要結(jié)論如下： 1.在中頻淬火過程中,淬透性中等的40Cr等合金鋼對于新型的有機(jī)高分子聚合物基水溶性淬火劑F2000的使用溫度范圍要求極為敏感,超出溫度范圍使用易造成淬火裂紋；采取淬火工藝過程中嚴(yán)格控制淬火劑溫度、定期測控劑濃度可避免此類開裂。 2.原材料存有的鋁酸鈣型冶金夾雜物是引起滲碳齒輪開裂的一個(gè)重要因素。從分析結(jié)果看,裂紋源均位于有效滲碳硬化層與基體交界處,裂紋源均呈點(diǎn)狀或短線狀且裂紋源區(qū)存有鋁酸鈣型冶金夾雜物。在原材料質(zhì)量不能改變的前提下,采用新的特殊滲碳后處理工藝,從而減小次表層拉應(yīng)力,避免工件開裂。 3.滲碳齒輪在二次淬火中如果保溫時(shí)間不足,會導(dǎo)致該批齒輪軸滲層表面及心部硬度偏低,進(jìn)而引起滲碳齒輪件的報(bào)廢。通過改進(jìn)工藝、優(yōu)化工藝參數(shù),可避免此類缺陷的產(chǎn)生。 4.通過對三種典型風(fēng)電傳動部件失效分析以及現(xiàn)場熱處理工藝試驗(yàn),明確導(dǎo)致傳動部件發(fā)生開裂失效主要原因：原材料缺陷、熱處理缺陷(包括工藝及操作等方面),為改進(jìn)措施的提出提供了理論依據(jù)。改進(jìn)措施的實(shí)施,解決了傳動部件在制造過程中的質(zhì)量問題,提高了風(fēng)電傳動部件生產(chǎn)工藝水平。 【關(guān)鍵詞】：齒輪 熱處理缺陷 滲碳 失效分析 對策
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 概述10-14
• 1.1.1 風(fēng)力發(fā)電簡介10-11
• 1.1.2 國外研究概況11-12
• 1.1.3 國內(nèi)研究概況12-13
• 1.1.4 風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵傳動部件13-14
• 1.1.5 風(fēng)力發(fā)電傳動部件熱處理缺陷14
• 1.2 熱處理裂紋基礎(chǔ)理論14-15
• 1.2.1 中頻淬火開裂基礎(chǔ)理論14
• 1.2.2 滲碳淬火殘余應(yīng)力的產(chǎn)生與淬火開裂14-15
• 1.3 本論文主要工作概述15-17
• 1.3.1 論文研究背景及特點(diǎn)15
• 1.3.2 論文研究路線15-17
• 第2章 試驗(yàn)材料及測試方法17-19
• 2.1 樣品選擇與制備17
• 2.2 分析及測試方法17-19
• 第3章 大齒圈開裂分析19-33
• 3.1 開裂部件簡介19
• 3.2 檢測分析結(jié)果19-30
• 3.2.1 宏觀斷口觀察19-23
• 3.2.2 微觀斷口觀察23-27
• 3.2.3 金相組織觀察27-29
• 3.2.4 微區(qū)成分測定29-30
• 3.3 斷裂原因分析及小結(jié)30-32
• 3.3.1 斷裂原因分析30-31
• 3.3.2 小結(jié)31-32
• 3.4 中頻淬火件大齒圈淬火開裂的工藝對策32-33
• 第4章 太陽輪開裂分析33-59
• 4.1 開裂部件情況簡介33
• 4.2 檢測分析結(jié)果33-53
• 4.2.1 宏觀形貌觀察33-40
• 4.2.2 微觀斷口觀察40-42
• 4.2.3 化學(xué)成分測定42-45
• 4.2.4 斷口氧化層晶體結(jié)構(gòu)測定45-46
• 4.2.5 金相組織觀察46-50
• 4.2.6 硬度及齒廓硬化表層硬度梯度測定50-53
• 4.3 開裂失效原因分析53-56
• 4.3.1 裂紋形成工序53-55
• 4.3.2 裂紋形成原因55-56
• 4.4 小結(jié)56-57
• 4.5 太陽輪滲碳開裂預(yù)防對策57-59
• 第5章 輸出齒輪軸齒面硬度不足原因分析59-68
• 5.1 問題的提出59
• 5.2 分析過程59-66
• 5.2.1 切取齒部分析試塊59-60
• 5.2.2 調(diào)查失效工件原始有關(guān)資料60-61
• 5.2.3 工件解剖試片的金相分析61-62
• 5.2.4 工件材質(zhì)化學(xué)成分分析62-63
• 5.2.5 進(jìn)一步工藝試驗(yàn)63
• 5.2.6 工藝試驗(yàn)結(jié)果金相和硬度性能檢驗(yàn)與分析63-64
• 5.2.7 對此批零件質(zhì)量檢查的評估64-65
• 5.2.8 工藝試驗(yàn)的進(jìn)一步分析65-66
• 5.3 小結(jié)66
• 5.4 輸出齒輪軸滲碳淬火硬度不足預(yù)防對策66-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72

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