齿圈淬火裂纹和变形的防治

风能轴承的最大的特点是高寿命、高可靠性,特别是齿圈表面淬火是对风电轴承工艺的最大挑战。经过工艺人员的努力,攻克了齿面淬火的难关,保证了风电轴承的顺利下线。同,齿圈表面淬火的问题也随之而来,主要问题是齿圈表面淬火的变形和裂纹。

1.齿圈表面淬火变形

1.1 齿圈表面淬火变形的原因分析

齿圈感应加热表面淬火过程中,因温度和金相组织发生改变,会产生热应力和组织应力。齿轮在表面淬火后,其残余应力如图 1。

齿圈淬火

图2 为齿圈表面淬火裂纹的主要形式

图a,b为包齿淬火时,齿顶温度过高,冷却过于激烈造成裂纹;可通过改进工艺参数,控制加热温度,采用缓和冷却介质,控制喷水时间,及时回火;

图c为沿齿沟淬火时在出口处温度偏高,冷却速度加快造成裂纹;可通过改变感应器行程和消除端面锐边避免裂纹;

图d为沿齿沟淬火时,感应器温度偏高,冷却激烈造成裂纹;可通过改进感应器精度和改进靠模装置,使上温均匀避免裂纹;

图e为最常见裂纹情况,是沿齿沟连续淬火时齿顶处温度偏高,冷却过急造成裂纹;可通过缩小感应器形状,增大偶合间隙,打磨倒角消除裂纹;

图f为沿齿沟淬火时温度过高,冷却过急造成齿面龟裂。

3 结论

通过对风电轴承投产以来产生的淬火裂纹和变形的总结和分析,积累了充分的操作经验,对公司风电轴承齿圈的淬火工作起到了极大的推动作用,保证了公司风电产品的质量和产量。

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