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求教:平槽槽边缘崩裂的机械原理及应对对策

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发表于 2014-7-17 09:57:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
各位老师,我司有一款直径25mm的轴,轴上有8mm宽*4mm深的平键。轴的材料是20CrMnTi,淬火深度0.6~1.0,表面硬度为HRC58-62,心部硬度为36~40。最近在客户端经常出现“平槽槽边缘崩裂”不合格。请各位予以技术支持
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发表于 2014-7-17 10:05:48 | 显示全部楼层
热处理过程,键槽处局部过热、应力集中是导致装配后键槽开裂的主要原因(仅供参考,具体看看开裂情况)
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发表于 2014-7-17 10:29:18 | 显示全部楼层
真棒!我特别喜欢这个话题!
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 楼主| 发表于 2014-7-17 10:33:48 | 显示全部楼层
不全是,本人广泛调查和分析,据查证目前国内的防渗碳的涂料有两个严格的要求:1、涂料涂装前要清洗彻底;2、涂料烘干有非常严格且长达4个小时的时间,在规模化生产时很难实行。
另外,轴的可靠性管理方面,机械理论更多的是”强度复核“和”刚度复核“,而这种脆裂有关的理论支持目前我还没有找到,请专家们指导
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发表于 2014-7-17 11:23:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 czk2003110 于 2014-7-17 11:31 编辑

做键的原因有两个,一是镶接,二是定位,如果出现键槽边缘崩裂的原因大致有几个,

一,镶接件硬度高度于被镶接件,出现力的泛射,导致内部应力与外部冲击非线性抵触出现,这个通过调整装配部位的硬度匹配可以解决

二,键的配合公差有问题,有间隙存在,这个不起眼,但是很要命,驱动力施加方向和传动方向出现不匹配动力线路传递,键槽各个方向不均匀受力,导致金属组织内部崩裂,这个可以通过加工解决

三,驱动力和传动力计算失误,也就是力决定键槽的规格,这个与传动件本身材质,质量,及从动件材质,质量有关,这个就得从设计师身上找毛病,

四,热处理质量是否过关,这个要进行硬度检测及实验

五,工作环境与材质是否存有腐蚀,形变影响因素,比如热胀冷缩。

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这属于材料学及工程力学,动力学的范畴,这个涉及到了整体设计的主体结构问题,牵一发而动全身,这个问题很复杂,除非能看到整体结构,要不,就会日积月累,最后火山爆发!  发表于 2014-7-17 12:00
大部分同意,但第三点“力决定键槽的规格”这……  发表于 2014-7-17 11:55
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发表于 2014-7-17 12:18:00 | 显示全部楼层
5楼说的好全面
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 楼主| 发表于 2014-7-17 13:25:09 | 显示全部楼层
非常感谢5楼社友精彩且专业的回复,特别是提到装配部位的硬度匹配。下面我们对五条进行一些讨论:
一、我们的键槽硬度约为58-62度,而键的硬度HRC36~40范围,从理论上应该不会出现内部应力与外部冲击非线性抵触。
二、键的配合公差,有没有相关的控制规范,行业或国标有没有相关的参数可以借鉴?
三、第三个问题,驱动力和传动力计算失误基本可以排除,因为这只是少数的产品出现问题,而且该产品是国内外成熟的产品。
四、热处理主要防渗碳的问题--------也难有相关的控制标准;
五、工作环境与材质是否存有腐蚀,形变影响因素,特别是热胀冷缩是否影响键槽脆裂,这个方面不好开展调查和故障再现。
希望大家能讨论得深一些----量化数据或指标多一些。
谢谢

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键的配合公差是当然有一套标准的!GB的还神马的,这  发表于 2014-7-18 09:32
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发表于 2014-7-18 08:56:00 | 显示全部楼层
czk2003110 发表于 2014-7-17 11:23
做键的原因有两个,一是镶接,二是定位,如果出现键槽边缘崩裂的原因大致有几个,

一,镶接件硬度高度于 ...

很全面,问题也就处在这几个里面!
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 楼主| 发表于 2014-7-18 11:10:48 | 显示全部楼层
谢谢,我知道您说的是GB/T 1095-2003,只是这个标准更多的是几何参数,可以用三大量具测量的,但公差与受力的相关性,则要很多年很多人的数据积累,希望有志同道合的社友一起努力

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这个可以计算的,这个东西不是你们的设计师设计的?  发表于 2014-7-18 11:32
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 楼主| 发表于 2014-7-18 11:36:43 | 显示全部楼层
现在大部分的设计师都年轻,查完标准就OK了,不知所以然的,麻烦进一步讲讲,谢谢了

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好像专门有本书的,叫什么轴与键的设计,要解释清楚,我恐怕要去上海图书馆了!  发表于 2014-7-18 11:43
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