末端行星减速机构断裂问题分析与改进

宋晖　李树岭　吕东亚　郝杰

摘 要：提升中轮拖产品末端传动的可靠性，解决行星架总成壳体断裂、损坏，驱动轮轴断裂等问题，降低其零件三包外赔率，可促进整机产品市场的发展、采购件产品质量管理效率和零件检验效率的提升，从而进一步提升产品质量。

关键词：减速机；零件检验效率；质量管理；外赔质量

中图分类号：TD42 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.153

1 主要问题

根据市场近2年反馈的行星架三包外赔质量信息，行星架主要在湖南、湖北、黑龙江的水田重负荷作业过程中出现了断裂、损坏，驱动轴花键根部断裂等问题，如图1和图2所示。

2 故障原因探析

初步判断后发现，行星架和驱动轮轴断裂的原因是所受载荷过大，缩短了其使用寿命。搜集了典型故障部件，进行了失效分析，并从零件材质、热处理控制质量等方面查找了故障问题的根本原因。分析发现，行星架球化级别为3～6级，存在部分铸态组织；驱动轮轴花键处存在应力集中现象，部分零件淬火硬度、层深不足或扭曲断裂。具体如图3和图4所示。

针对行星架断裂的问题，对零件进行了抗拉试验，检查了零件的抗拉强度、屈服强度和延伸率等机械性能指标，但因零件的尺寸较小、结构复杂，无法提取拉力试样，且考虑到零件球化率是影响零件机械性能的重要指标，因此，需将零件球化级别作为判定依据。

经分析发现，驱动轮轴零件的断口位置、花键根部的部分组织为索氏体+少量马氏体+极少量铁素体，该组织具有感应淬火热影响层的特征；花键根部无淬硬层，且位于感应淬火过渡区（热处理残余应力为拉应力），大大降低了该部位的强度，使驱动轮轴扭曲变形；驱动轮轴在交变的扭转应力+残余应力的作用下，其花键的相关件端面产生了疲劳裂纹，随后裂纹扩展，出现了花键扭曲断裂问题。

在进货检验过程中，针对行星架总成齿轮打齿的问题，利用三坐标对行星架三孔位置进行了位置度检验，存在部分零件超差的问题。但检验效率较低，影响了检查抽查频次，需设计专用检验工装。

3 管控措施

管控措施具体分为以下5点：①对厂家下发整改控制要求，要求其在行星架热处理质量控制方面开展限期整改，并要求球化级别不低于3级；在进货检验过程中，每月对各厂家进行金相检验，对存在问题的厂家实施考核、整改、调整比例等整改措施。②更改驱动轮轴图纸，将花键有效淬火范围延伸3～5 mm，并要求厂家调整生产工艺。③针对行星架三孔位置度超差问题，应设计5套专用检验工装，从而提升检验效率。④制作零件故障外赔跟踪档案，每月更新数据，并验证外赔情况，及时调查改进后零件的运用情况。⑤与高频外赔厂家签订采购件产品质量协议（专用），规定各厂家行星架、驱动轮轴等高频零件的外赔质量目标，从而进一步完善对供应商的管理。

〔编辑：张思楠〕