据悉，某装载机齿轮泵应用中，产生了齿轮断裂的现象，为查明故障原因，从失效齿轮入手，结合齿轮受力情况及冷热加工因素进行了检测分析，根据断齿的原因有针对性地采取改进和预防措施，以避免同类事故的发生。

　　通过理化检验分析得出，断齿齿轮的化学成分、非金属夹杂物含量、扩散层和基体显微组织均符合标准要求，表面硬度、扩散层深度及化合物层深度均不符合技术要求。

　　合理控制化合物层的厚度和相结构，可增进渗氮表面耐磨性和耐蚀性。可见该齿轮的渗氮工艺还有待改进。扩散层组织正常，但深度未达到标准要求（节圆和齿根处）。由此可见，两项渗氮质量指标均不符合技术要求。材料经渗氮处理后，够足的渗氮层深度是保持渗层不产生疲劳失效的基本条件，起主要强化作用的是扩散层，其深度及合理的硬度梯度是保持越佳表面应力状态的重要指标。该齿轮硬度梯度平缓，但偏浅，格外是齿根处只0.32mm，为较低要求的64%，这在很大方面上降低了齿轮的许用弯曲强度和疲劳强度，并影响其使用寿命。

　　正常情况下，装载机齿轮泵的齿轮齿根部位承受的拉应力较大，传递力矩的节圆部位承受很大的压应力。而这两个关键部位的表面硬度和渗氮层深度明显不足，定然降低其强度和使用性能，是该齿轮的薄弱环节，具备产生疲劳损坏的先决条件。疲劳损坏到底从何处引发，决定于应力集中的程度和外加载荷的大小。

　　分析了断口的形貌可知，裂纹起源于齿根，并可见多条细小的台阶条纹从该处萌生，说明齿根处有应力集中现象。由于齿轮几何结构的特定性，结构上的拐点使得大量的位错因运动受阻而堆积，在齿根产生应力集中，为疲劳微裂纹的萌生创作了条件。发动机运转过程中，齿轮根部承受周期性的弯曲应力及偶尔的冲击载荷，加上表面硬度低、渗氮层浅，导致弯曲强度大幅度下降，终因齿轮的整体承载能力不足而萌生疲劳裂纹并进一步扩展。

　　结论及建议：

　　（1）装载机齿轮泵齿轮3个齿轮呈先后折断状态，先齿轮的断裂模式为低应力高周次疲劳，裂纹起源于啮合面受力侧的齿根部，为应力集中型多源疲劳开裂。

　　（2）齿轮的渗氮质量不良，如齿根处表面硬度偏低，渗氮层深度、化合物层厚度均偏浅，有大面积疏松和剥落等，降低了齿轮的弯曲疲劳强度。导致疲劳裂纹于应力集中的齿根部萌生并扩展，是该齿轮泵齿轮断裂的主要原因。

　　根据断齿的原因，提出如下建议;

　　（1）督促供货方加强热处理质量的监督与控制，以保持齿轮的渗氮质量。

　　（2）加强供需双方的技术沟通，完善技术细节，明确齿轮的质量检测部位，从生产源头上禁止不合格品的进一步流转。

　　（3）加强装载机齿轮泵外购件的入厂复验，充分发挥理化检测工作的及时性和有益性。