伺服用减速机断轴的原因分析

 

查阅伺服用减速机轴的有关技术资料，该轴采用17CrNiMo6钢制造，轴整体经调质处理后，表面进行中频处理，使轴表面及退刀槽根部洛氏硬度达到59～62HRC。  

 

1理化检验  

 

1.1断轴宏观分析  

 

断裂位于伺服用减速机轴表面退刀槽根部。

 

断口表面有较明显的贝壳状花样，属于典型的疲劳断裂。断口由疲劳裂源区、裂纹扩展区和瞬间断裂区三个区域组成。 

 

仔细观察断口裂纹源区，其表面较平坦，尺寸在距表面5mm范围内。裂纹扩展区贝纹线比较扁平。瞬间断裂区在裂源的对面，呈椭圆形，断口形貌为纤维状，表明伺服用减速机轴主要受旋转弯曲应力。断口瞬断区域较小、较圆约占整个断口面积的1/6，说明轴整体受力较小，属典型的高周疲劳断裂。由疲劳区及贝纹线的形态可知，疲劳裂纹扩展过程中两侧较快，说明退刀槽根部有应力集中现象。  

 

1.2断口微观分析  

 

用AMRAY21000B型扫描电镜观察样品断口，断裂起源于轴表面退刀槽根部，该处有机加工刀痕；裂纹扩展区可见疲劳条纹，瞬断区为细小韧窝。 

    

 

1.3化学成分分析  

 

化学成分分析试样取自断口附近，分析结果化学成分符合技术要求。 

 

 

1.4洛氏硬度检测  

 

伺服用减速机在断口附近取样，将横截面磨平，从边缘向心部逐点进行硬度测定，结果均在36～37HRC范围内；沿轴的纵向表面测定硬度，结果在38～39HRC范围内。从硬度结果看出，轴的表面硬度与心部硬度相近，且均低于设计要求。