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克維斯傳動:新型越野覆甲車輛減速機構件器材堅硬程度探討
作者:無錫市克維斯傳動機械有限公司    發布于:2014-03-21 19:42:09    文字:【】【】【
摘要:克維斯傳動:新型越野覆甲車輛減速機構件器材堅硬程度探討

  1被動齒輪的材料、常見故障與維修

  某型裝甲車輛側減速器被動齒輪材料為20Cr2Ni4A鋼,經滲碳、淬火、低溫回火等熱處理,表層硬度HRC57,芯部硬度范圍HRC為3445.

  側減速器的主、被動齒輪是全車受力最大的一對齒輪,在正常使用條件下,強度是能夠保證安全使用的,如果齒輪經常處于較大的沖擊負荷,如行駛中突然改變負載或在阻力較大的路況上強行起車,會使齒輪齒面的滲碳層局部脫落或齒輪齒面損壞,甚至輪齒折斷,齒根部位也因過度疲勞而易斷裂。同時裝甲車輛重載、環境塵土多、潤滑條件差,磨損和熱膠合失效也比較常見。

  齒輪有輕微齒面滲碳層脫落時,可以將左右側減速器齒輪互換。當面積大于40mm2的極限時,必須更換。公法線長度小于免修極限時,需要更換。

  外徑小于免修極限,可以鍍鉻維修。鍵槽寬度大于免修尺寸時,需焊修或更換,螺紋損壞超過3扣,必須更換。

  2分析試樣準備

  將某型裝甲車輛側減速器被動齒輪截切一全齒。將此齒沿齒面、齒根各切10mm寬,5 mm厚,4個試樣條,分別標記為A、B、C、D,切割4個試樣條后殘留部分,其中,A、C面為前進擋工作齒廓,B、D面為倒車擋工作齒廓,A、B為嚙合段,C、D為齒根段。除銹處理之后,每個試樣條再等寬度均勻分割成8個試樣塊。用線切割機分別將截取的每條8個試樣塊,依次由外向內切割掉0mm,01mm,02mm,03mm,04mm,05mm,06mm,07mm的厚度(方向一致),標記,其他B、C、D試樣條標記類同,再分別將32個試樣塊的檢測面進行拋光處理,并退磁。

  3硬度測試

  測試設備使用HBRVU-187.5型硬度儀,采用靜載壓入維氏硬度實驗法,壓頭為兩棱面夾角136度、兩棱夾角148度6?42的金剛石正四棱角錐體,使用25倍物鏡,分度值為0004mm,負載重量980 N,壓頭壓入的保持負載時間為1215s.

  測試采用維氏硬度示值測量,主要是考慮到:

  1)維氏硬度所得壓痕為正方形,輪廓清晰,對角線長度易于準確測量,測量精度高;2)對于硬度均勻的材料,維氏硬度示值與所施加的負載大小無關,便于操作;3)維氏硬度試驗適應性好,齒輪齒部硬度較高,若采用布氏法,過硬的材料易造成鋼球壓頭變形,造成較大的檢驗偏差。

  4)測試樣塊面積較小,維氏硬度示值便于多點采集。

  每個試樣塊打58個點,讀取壓痕對角線,查表得出硬度值,計算各點算術平均值作為樣塊硬度值。全部測試維氏硬度示值。

  4誤差分析

  通過幾百個點的硬度測試,證明了測試結果與理論結果是一致的。但從測試數據的個體而言,仍然存在一定的誤差,造成測試誤差的原因有以下幾個方面。

  1)試樣表面的粗糙度偏大,雖然經過磨削和400砂紙拋光,但從實際測試結果看,光潔度仍然不夠,要達到Ra?01m,必須精磨再經過拋光機處理。由測試知,如果表面質量好,則試樣表面反射性能好,壓痕輪廓清楚,分散度小,容易瞄準,測試結果精度就高;如果表面粗糙,則壓痕輪廓不清,分散度急劇增大,無法瞄準,測試結果精度就低。

  2)由于使用過于頻繁,測試所用金剛石壓頭的幾何尺寸存在一定誤差,兩棱面夾角136度的偏差超出%30?范圍,且在壓頭頂點03mm范圍內,在顯微鏡下發現有崩角缺陷。壓頭的幾何形狀誤差,必然導致壓痕的尺寸出現偏差,使測試硬度示值受到一定影響。但對整體維氏硬度曲線的影響不大。

  3)由于試樣較小,打點較多,導致壓痕中心與試樣邊緣以及相鄰壓痕之間的距離偏小。一般要求這一距離對于有色金屬應大于壓痕對角線長度的5倍。因為在負荷作用下,壓痕周圍應力分布會從中心擴散到大約4倍對角線長度范圍,導致第2點的測量值增高。

  4)由于顯微鏡焦距調整、壓痕對角線瞄準、照明不好和讀數等直接原因,造成壓痕對角線直接測試誤差,導致測試精度下降。

  5)施加載荷速度的影響。壓頭壓入試件的瞬間,應該勻速,且不宜過快和過慢。由經驗知,加壓速度太慢,會使硬度偏高,且材料的硬度越高,表現越明顯。但加壓速度太快,容易損壞壓頭。

  6)由于條件所限,硬度儀直接放置在普通辦公桌上,沒有防震措施,不夠穩固,加載時有一定的振動和沖擊影響,造成硬度值波動。

  7)樣塊測試面與下底面的平行度對測試值的相對波動影響較大。

  5結論

  經測試,分析了某型裝甲車輛側減速器被動齒輪在長時間使用后,其一定層面內硬度范圍和由表及里硬度減小的變化規律,以及齒廓不同區域硬度改變情況,為進一步計算其表面殘余應力和分析疲勞可靠性提供了基礎數據。

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