末端行星減速機構斷裂問題分析與改進

宋暉　李樹嶺　呂東亞　郝杰

摘 要：提升中輪拖產品末端傳動的可靠性，解決行星架總成殼體斷裂、損壞，驅動輪軸斷裂等問題，降低其零件三包外賠率，可促進整機產品市場的發展、采購件產品質量管理效率和零件檢驗效率的提升，從而進一步提升產品質量。

關鍵詞：減速機；零件檢驗效率；質量管理；外賠質量

中圖分類號：TD42 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.153

1 主要問題

根據市場近2年反饋的行星架三包外賠質量信息，行星架主要在湖南、湖北、黑龍江的水田重負荷作業過程中出現了斷裂、損壞，驅動軸花鍵根部斷裂等問題，如圖1和圖2所示。

2 故障原因探析

初步判斷后發現，行星架和驅動輪軸斷裂的原因是所受載荷過大，縮短了其使用壽命。搜集了典型故障部件，進行了失效分析，并從零件材質、熱處理控制質量等方面查找了故障問題的根本原因。分析發現，行星架球化級別為3～6級，存在部分鑄態組織；驅動輪軸花鍵處存在應力集中現象，部分零件淬火硬度、層深不足或扭曲斷裂。具體如圖3和圖4所示。

針對行星架斷裂的問題，對零件進行了抗拉試驗，檢查了零件的抗拉強度、屈服強度和延伸率等機械性能指標，但因零件的尺寸較小、結構復雜，無法提取拉力試樣，且考慮到零件球化率是影響零件機械性能的重要指標，因此，需將零件球化級別作為判定依據。

經分析發現，驅動輪軸零件的斷口位置、花鍵根部的部分組織為索氏體+少量馬氏體+極少量鐵素體，該組織具有感應淬火熱影響層的特征；花鍵根部無淬硬層，且位于感應淬火過渡區（熱處理殘余應力為拉應力），大大降低了該部位的強度，使驅動輪軸扭曲變形；驅動輪軸在交變的扭轉應力+殘余應力的作用下，其花鍵的相關件端面產生了疲勞裂紋，隨后裂紋擴展，出現了花鍵扭曲斷裂問題。

在進貨檢驗過程中，針對行星架總成齒輪打齒的問題，利用三坐標對行星架三孔位置進行了位置度檢驗，存在部分零件超差的問題。但檢驗效率較低，影響了檢查抽查頻次，需設計專用檢驗工裝。

3 管控措施

管控措施具體分為以下5點：①對廠家下發整改控制要求，要求其在行星架熱處理質量控制方面開展限期整改，并要求球化級別不低于3級；在進貨檢驗過程中，每月對各廠家進行金相檢驗，對存在問題的廠家實施考核、整改、調整比例等整改措施。②更改驅動輪軸圖紙，將花鍵有效淬火范圍延伸3～5 mm，并要求廠家調整生產工藝。③針對行星架三孔位置度超差問題，應設計5套專用檢驗工裝，從而提升檢驗效率。④制作零件故障外賠跟蹤檔案，每月更新數據，并驗證外賠情況，及時調查改進后零件的運用情況。⑤與高頻外賠廠家簽訂采購件產品質量協議（專用），規定各廠家行星架、驅動輪軸等高頻零件的外賠質量目標，從而進一步完善對供應商的管理。

〔編輯：張思楠〕