สมบัติทางกลและโครงสร้างจุลภาคของการวิเคราะห์ความเสียหายที่ส่งผ่าน เฟืองเฉียงรถยนต์บรรทุกขนาดเล็ก

Abstract

การแตกหักของเฟืองเฉียงขับที่ตำแหน่งเกียร์ 5 ในรถปิ๊กอัพคันหนึ่งที่มีอายุการใช้งานมานานกว่า 6 ปีโดยมีการบำรุงรักษาอย่างถูกวิธี เฟืองทำจากเหล็กกล้าผสมต่ำ JIS-SCr 420 การวิเคราะห์ความเสียหายของเฟืองมีหลายวิธีคือ 1) การวิเคราะห์ส่วนผสมทางเคมีด้วยเครื่อง Spectrometer 2) การตรวจสอบความแข็งด้วยวิธีวิกเกอร์ส 3) การวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง สำหรับการตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคและการวิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ พิจารณาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด 4) การวิเคราะห์ความเค้นดัดของเฟืองด้วยสมการ AGMA และ 5) การเปรียบเทียบผลลัพธ์ทั้งหมดร่วมกับวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ผลของการวิเคราะห์สรุปได้ว่า การแตกหักของเฟืองเฉียงขับเกิดจากความล้าซึ่งเป็นผลมาจากความเค้นดัดที่เกินค่า Tensile strength ของวัสดุ 1300 MPa ลักษณะรอยแตกบริเวณผิวรอบนอกของเฟืองมีการแตกผ่านเกรน และการแตกระหว่างเกรน ซึ่งเป็นการแตกหักแบบเปราะ ส่วนที่แกนกลางของเฟืองมีการแตกแบบแยกออกและแบบรอยบุ๋ม ความเสียหายในบริเวณนี้เป็นแบบผสมมีการแตกหักแบบเปราะและแบบเหนียวปนกัน โดยที่สามารถเห็นการรวมเป็นส่วนผสมของออกไซด์ล้อมรอบด้วยคาร์ไบด์  ก่อนที่จะมีการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นของแข็ง ซึ่งเป็นเหตุแห่งความเสียหายที่เกิดขึ้นในฟันเฟืองเฉียงดังกล่าว ทั้งนี้ผลของการวิเคราะห์สอดคล้องกับสมมติฐานที่ได้กำหนดไว้พร้อมเป็นข้อมูลสำหรับการหาวิธีป้องกันมิให้เกิดการชำรุดของเฟืองต่อไป

MECHANICAL PROPERTIES AND MICROSTRUCTURE OF PICKUP’S ELICAL GEAR TRANSMISSION FAILURE ANALYSES

The fracture of a driving helical gear of 5th position gearing system in the gear-box of some pick-up car which was approximately used as 6 years of service. This gear helical was already made from low alloy steel as JIS-SCr 420. It has been determined in many ways on the failure analysis of this helical gear i.e. 1) Composition (wt%) analysis with a spectrometer, 2) Vickers test, 3) Microstructural analysis with optical microscope, which the crack of surface layer and energy dispersive spectroscopy using a scanning electron microscope, 4) Helical gear’s AGMA bending stress equation analysis and 5) All results comparison with finite element method. This analysis of summary results of this driving helical gear was determined by the fatigue, which the load of bending stress was over taken than tensile strength of the material (1,300 MPa). The fracture characteristic of the helical gear’s surface was expected with the fracture as transgranular and Intergranular, which had been absolutely observed as the brittle fracture. On the axial of helical gear was fractured as the cleavage features and pitting. This mixing failure area can be illustrated by the brittle and ductile fracture. It can be seen that the mixing failure area of oxide inclusion with carbide surrounding before the liquid state of material will be solidified which as the failure cause of this driving helical gear. The analysis of summary results can be accorded with the assumption of this research and which as the information for a protection of any failure gearing.