輥軸斷裂分析

時(shí)間：2013-04-19 11:02:18 來(lái)源：作者：

化纖后處理用浸漬機(jī)中浸漬輥軸長(zhǎng)1978mm，中間配支承軸承。該軸工作轉(zhuǎn)速為72r/min運(yùn)行，約三個(gè)月后，在Ф120mm與Ф27mm斷裂。軸材質(zhì)為45設(shè)計(jì)要求調(diào)質(zhì)處理后硬度為（240 ± 25 ）HB。

在宏觀檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，軸的裝配段上有配合不佳而引發(fā)的不規(guī)則黑斑。斷裂面基本與臺(tái)階平行，兩匹配的斷口上均有擦傷痕跡。斷口的約3/5平整，可見有明顯的弧形花樣，如同水波由表向軸心區(qū)，擴(kuò)展。由擴(kuò)展的逆向可找到裂源犀在軸臺(tái)階轉(zhuǎn)角處。斷口的粗糙區(qū)在裂紋源區(qū)對(duì)面（偏一角度），可看到擴(kuò)展臺(tái)階，呈現(xiàn)瞬斷形貌，如圖1所示。

圖1

經(jīng)化學(xué)分析，材質(zhì)成分符合45鋼技術(shù)要求。

在斷口的臺(tái)階殘留處法向試樣上，可看到臺(tái)階過(guò)渡半徑很小，且留有波浪狀刀痕，在其谷底處發(fā)現(xiàn)有裂紋，長(zhǎng)約0.7mm，如圖2所示。圖3為基體組織形貌：珠光體和鐵素體，鐵素體趨網(wǎng)分布，顯然不是正常調(diào)質(zhì)態(tài)組織。

圖2

圖3

由斷口分析可知，該軸斷裂為旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞斷裂。該軸開裂的誘發(fā)因素為臺(tái)階轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中。材質(zhì)未經(jīng)正常調(diào)質(zhì)處理，其網(wǎng)狀鐵素體必然使其表面抗疲勞強(qiáng)度下降。同時(shí)，配合不佳在運(yùn)行中可能產(chǎn)生振動(dòng)，會(huì)加速裂紋在臺(tái)階處萌生、擴(kuò)展。

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