电机蜗杆断裂失效分析案例

蜗杆电机断裂通常涉及许多方面的因素，包括材料、设计、制造工艺和运行环境。在材料方面，蜗杆如有缺陷或不符合要求，会直接影响其强度和耐久性。设计不当，如应力集中、尺寸不合理等问题也容易导致断裂。制造工艺方面，热处理失当、加工精度不够等情况也可能使蜗杆的强度下降。此外，过载、振动和腐蚀等运行环境因素也会加速蜗杆的损坏。

为防止蜗杆断裂，需选择高质材料，合理设计，保证工艺准确，并定期检查电机进行维护。如发现蜗杆有裂纹或磨损异常，应及时更换以免造成更严重后果。综合分析并采取改进措施，可有效提升电机蜗杆的可靠性和使用寿命。

No.1 电机蜗杆断裂失效分析案例背景

某电机蜗杆样品抽样测试过程中偶发断裂，使用不到1000回合即发生断裂（要求10000回合），现需分析其断裂原因。

 来料样品图

 No.2 电机蜗杆断裂失效分析过程

 电机蜗杆断裂失效分析-断口检查

1#断裂样品外观图

2#断裂样品外观图

说明

1#/2#断裂样品断裂均发生在螺纹根部位置，断口未见明显腐蚀迹象。

电机蜗杆断裂失效分析-SEM分析

1#SEM位置图

1#SEM位置放大图

2#SEM位置图

2#SEM位置放大图

说明

1#/2#断裂样品断口外周均可见明显刮擦痕迹（见位置1，此处应为裂纹源区，裂纹形成后，在后续服役过程中受到摩擦形成刮擦痕迹。在裂纹扩展区局部位置可见明显疲劳条带（见位置2）。位置3和位置4处可见明显韧窝形貌，此处应为最终断裂区，由于最终断裂时受力面积过小，应力过载，断裂前发生了较大塑性变形。

电机蜗杆断裂失效分析-EDS分析

1#EDS成分分谱图

2#EDS成分分谱图

1#/2#EDS测试数据

说明

1#/2#断裂样品断面未检测到异常元素。

电机蜗杆断裂失效分析-金相组织检测

1#断裂样品-抛光态 OM 100X

3#OK样品-抛光态  OM 100X

1#断裂样品-腐蚀态  OM 100X

3#OK样品-腐蚀态 OM 100X

说明

将1#断裂样品和3#OK样品镶嵌制样，研磨抛光后观察抛光态形貌，2pcs样品均未见明显夹杂异常；腐蚀后观察金相组织，2pcs样品均未见明显组织缺陷，均为回火索氏体组织，在蜗杆心部均可见延轴向分布的变形流线。

电机蜗杆断裂失效分析-维氏硬度检测

维氏硬度测试结果

说明

由维氏硬度检测结果，1#断裂样品和3#OK样品心部硬度未见明显差别。

 No.3 电机蜗杆断裂失效分析结果

综上所述，推测样品断裂原因为螺纹根部应力集中引发的疲劳断裂。

 No.4 电机蜗杆断裂失效分析建议

检查样品螺纹根部圆角过渡是否平顺，或对样品进行适当表面硬化处理降低疲劳敏感性。

华南检测实验室专注于工业CT检测\失效分析\材料检测分析的先进制造实验室，设立了无损检测、材料分析、化学分析、物理分析、切片与金相测试，环境可靠性测试等众多实验室，为您提供—站式材料检测，失效分析及检测报告，如您有工件需要做工业CT检测，您可以给出工件大小、材质、重量，检测要求，我们评估后会给到一个合理的报价。

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