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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2020-01-13 14:16
電動(dòng)機(jī)軸的主要作用是支承電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，傳遞轉(zhuǎn)矩，其性能直接影響到電動(dòng)機(jī)的使用壽命。空調(diào)系統(tǒng)中因電動(dòng)機(jī)軸斷裂導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)失效，造成出風(fēng)系統(tǒng)異常，嚴(yán)重影響客戶使用效果，破壞品牌形象。因此，必須對(duì)電動(dòng)機(jī)軸斷裂性質(zhì)和原因進(jìn)行分析，提前采取改善措施。
該款電動(dòng)機(jī)軸是使用45熱軋鋼，原材料是正火狀態(tài)，其強(qiáng)度、剛度、韌性能滿足一般電動(dòng)機(jī)軸的使用需求。實(shí)驗(yàn)室在對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行1.2倍額定負(fù)載試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中一臺(tái)電動(dòng)機(jī)軸在退刀槽位置斷裂。為了尋找斷裂原因，本文通過(guò)對(duì)軸承力學(xué)強(qiáng)度校核以及化學(xué)成分、材料硬度、金相組織檢測(cè)等，并結(jié)合對(duì)失效電動(dòng)機(jī)軸斷口的宏觀和微觀分析，最終確定斷裂失效的主要原因。
表1 故障件材料化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）
表2 失效件及正常使用電動(dòng)機(jī)軸硬度測(cè)試值 （HV）
圖1 電動(dòng)機(jī)軸斷裂位置
圖2 壞件宏觀斷口圖
圖3 失效件斷面邊沿類解理、沿晶混合形貌
圖4 失效件斷面邊沿摩擦痕
圖5 擴(kuò)展區(qū)類解理形貌
圖6 擴(kuò)展區(qū)二次裂紋
圖7 瞬斷區(qū)韌窩和準(zhǔn)解理混合形貌
圖8 瞬斷區(qū)韌窩形貌
圖9 斷面中間位置橫向組織（100×）
圖10 斷面邊沿位置橫向組織（100×）
圖11 斷面中間位置縱向組織（100×）
圖12 斷面電動(dòng)機(jī)軸邊沿位置縱向組織（100×）
圖13 C系利帶狀組織評(píng)級(jí)圖（5級(jí)）
圖14 電動(dòng)機(jī)軸中心位置橫向組織（100×）
圖15 電動(dòng)機(jī)軸外邊沿橫向組織（100×）
圖16 電動(dòng)機(jī)軸中心位置縱向組織（100×）
圖17 電動(dòng)機(jī)軸外邊沿位置縱向組織（100×）
圖18 C系利帶狀組織評(píng)級(jí)圖（1級(jí)）
表3 失效件與正常使用電動(dòng)機(jī)軸的室溫組織對(duì)比
帶狀組織的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致材料力學(xué)性能呈現(xiàn)方向性，順著帶狀方向的強(qiáng)度、塑性、韌性較高，垂直帶狀方向的強(qiáng)度、塑性、韌性下降，同時(shí)使工件硬度不均勻。
綜上所述，電動(dòng)機(jī)軸斷裂失效的形式是多源疲勞斷裂。排除設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足、材料成分影響及機(jī)加工裂紋。失效件由于正火處理沒(méi)完全消除帶狀組織，組織達(dá)到國(guó)標(biāo)GB/T13299—1991《鋼的顯微組織游離滲碳體、帶狀組織及魏氏組織評(píng)定方法》C系列5級(jí)，導(dǎo)致硬度不均勻，力學(xué)性能下降，長(zhǎng)時(shí)間荷載運(yùn)轉(zhuǎn)下出現(xiàn)疲勞斷裂。
作者：盤瑋
單位：格力電器股份有限公司
來(lái)源：金屬加工
