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齒輪減速機蓋連接螺栓斷裂失效分析。某齒輪減速機在裝配過程中多次出現(xiàn)機蓋連接螺栓與墊圈配合使用時，桿徑斷裂現(xiàn)象，該斷裂螺栓的設計材料為ML40Cr. 表面經(jīng)過鍍鋅處理，強度等為10.9，該螺栓的要求安裝扭矩為為80N.m,現(xiàn)場設定力矩為90N.m。本文將對齒輪減速電機蓋連接螺栓與螺栓組合件進行對比分析，為了確定齒輪減速機蓋連接螺栓斷裂原因，對螺栓進行了斷口分析、顯微組織分析、硬度檢測、化學成分分析、金相組織檢查、力學性能測試等試驗，并通過裝配現(xiàn)場對比試驗，分析齒輪減速電機螺栓斷裂的主要原因是墊圈選配不當導致斷裂，后針對該螺栓斷裂原因提出了相應改進措施。
硬度檢測：分別取兩件齒輪減速電機斷裂螺栓及螺栓組合件，對其進行硬度檢測，從表中看出斷裂螺栓的表面硬度略低于完好螺栓，但無明顯差異，均在標規(guī)定的范圍內(nèi)。成分分析：采用直接光譜法對斷裂件和螺栓進行化學成分分析，其化學成分也符合要求。室溫力學性能：取同批次完好未經(jīng)使用的螺栓樣件，齒輪減速馬達分別進行室溫極限拉力載荷和抗拉強度試驗，環(huán)境條件在19.6攝氏度，其力學性能結(jié)果符合要求。
氫含量檢測：利用氧氮氫分析儀對螺栓斷口附近取樣進行氫含量檢測，由測試結(jié)果表明，雖然齒輪減速電機斷裂螺栓的氫質(zhì)量分數(shù)在標準以下，但螺栓內(nèi)部均含有定量的氫，加之該螺栓預緊力過大，易產(chǎn)生應力集中區(qū)，氫原子便持續(xù)向裂紋尖端擴散聚集，當裂紋擴展到定程度后，齒輪減速電機螺栓由于承力面積減小而終斷裂。
裝配現(xiàn)場試驗：通過上述項目檢測，齒輪減速機螺栓各項參數(shù)在合格范圍內(nèi)，對比試驗也無明顯差異，對此我們在裝配過程進行以下對比試驗。取螺栓單獨使用不加墊片，在裝配力矩在90N.m時，齒輪減速電機螺栓未出現(xiàn)斷裂；取螺栓與墊圈配合使用，在裝配力矩在80N.m時，螺栓出現(xiàn)斷裂；綜合分析：齒輪減速機螺栓與墊圈的組合件，其生產(chǎn)工藝為螺栓沒有滾絲前穿入墊圈，滾絲完成后螺紋外徑大于墊圈內(nèi)徑，保證墊圈不能掉落，所以裝配現(xiàn)場在使用螺栓與墊圈配合裝配時，由于墊圈孔徑較小沒有辦法穿入螺栓而使用了孔徑較大的另個墊圈，由于這個墊圈內(nèi)徑較大，與螺栓支承面接觸面種小，從而支承面摩擦力變小，在裝配過程中螺栓接受縱向裝配力矩過大，導致螺栓斷裂。同時裝配現(xiàn)場定紐扳手設置值為上線，沒有留足夠安全預度存在超差風險，影響螺栓預緊效果，氫元素可導致金屬韌性降低，該螺栓電鍍后雖然經(jīng)過驅(qū)氫處理，但不能完全排除氫殘留風險。在裝配過程中，齒輪減速機螺栓與墊圈配合使用不當且安裝預緊力過大是導致螺栓斷裂的主要原因，在采購環(huán)節(jié)或裝配環(huán)節(jié)使用時要采購或使用組合件，盡量不要現(xiàn)場組合使用，如必須現(xiàn)場組合，必須要展開有效評估方可使用。盡量下調(diào)螺栓預緊力，在保證設計要求預緊力的情況下，將定扭扳手力矩調(diào)至80N.m，這對保證螺栓的安全服役有重要意義，同時嚴格按照工藝裝配順序擰緊。http://himier.com/Products/xiaoxingjiansuji.html
