http://www.foshanyuntichechuzu.com/ 香洲吊人车出租,斗门吊人车出租, 金湾吊人车出租 吊人车的销轴的断裂失效的原因以及解决方法?
新闻分类:公司新闻 作者:admin 发布于:2020-05-304 文字:【
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摘要:
香洲吊人车出租,斗门吊人车出租, 金湾吊人车出租 吊人车的销轴的断裂失效的原因以及解决方法? 吊人车的销轴在工作过程中发生断裂。本文通过对断裂销轴的宏观断口、微观形貌、显微组织、化学成分、材料硬度及销轴的受力等分析,结果表明,销轴断裂为典型的疲劳断裂。疲劳源位于油孔处,属油孔部位应力集中造成的。因此,油孔位置设计不合理是销轴断裂的主要原因。另外,疲劳源始于油孔内的切削刀痕,切削刀痕也是销轴断裂的原因之一。结合以上分析,提出了解决问题的方法,优化了工艺路线方案,为提高销轴的使用寿命指明了方向。
在使用吊人车过程中,发生工作臂中销轴的断裂事件,销轴及断裂部位。作为吊人车的重要连接部件,销轴在工作过程中承受剧烈的摩擦,故要求表面具有良好的耐磨性;销轴还承受交变应力作用,容易造成疲劳断裂,因此要求销轴具有较高的疲劳强度和一定的塑性、韧性。销轴的材质为42CrMo,其加工工艺路线为:下料→锻造→粗加工→调质处理(淬火+高温回火)→精加工→表面淬火+低温回火→磨削。加工后的42CrMo销轴,心部组织为回火索氏体,具有良好的塑性、韧性和一定的硬度即良好的综合力学性能;表面经感应加热淬火+低温回火后,使销轴具有高的强度、硬度和耐磨性。销轴在使用过程中承受弯曲应力和强烈的摩擦,造成断裂的原因是多方面的。本文从原材料、零件的设计、加工工艺路线及使用的各个环节进行分析和检验。从销轴上取样进行化学成分分析。可见,销轴的化学成分符合技术要求。可排除用错材料或选用的材料成分不合格而导致销轴断裂的原因。
断口分析(1)断口宏观分析。将销轴件的断裂位置局部放大后的形貌。将断裂表面的油污清理后,销轴的宏观断口3。首先,由图1和图3综合分析可知,销轴的断裂位置位于油孔的横截面上,断面较为平坦、光滑且有明显贝纹线特性,断口的疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区清晰看见,因此此销轴的断裂属于典型的疲劳断裂。疲劳裂纹扩展区中,靠近疲劳源处为同心圆弧,说明裂纹在不同方向的扩展速率相同;在接近瞬断区处,因应力集中导致表面的裂纹扩展快。另外,由于销轴在工作过程中不断旋转,疲劳裂纹的前沿会向旋转相反的方向偏转,瞬时断裂区向旋转相反的方向偏转一定的角度。最后由销轴的断口宏观形貌对比弯曲疲劳断口的各种形态,确定销轴的断裂为旋转弯曲疲劳断裂。其次,疲劳源区位于油孔处,该轴局部油孔处的放大图2。由图2可见,油孔处存在明显的切削加工痕迹,因此,疲劳裂纹应起源于油孔某一切削加工痕迹的几何缺口处。最后,在此销轴的疲劳断口上,疲劳裂纹扩展区的面积远大于瞬时断裂区的面积。由此推断,销轴所受的循环载荷为较低载荷。(2)断口微观分析。将疲劳源区在电镜下放大不同的倍数,得到的断口微观形貌。为同一位置的不同放大图片,箭头位置为断口的疲劳源,以疲劳源为源点有明显的放射棱线。有明显的切削加工痕迹。d)图为疲劳裂纹扩展区的形貌图,呈弯曲并相互平行的沟槽状花样,具有明显的疲劳条带特征,与裂纹扩展方向垂直,是裂纹扩展时留下的微观痕迹,为疲劳断口最典型的微观特征。从微观角度证明销轴的断裂为疲劳断裂。疲劳源位于销轴油孔的刀痕处,销轴的失效断裂是因刀痕引起的应力集中导致的疲劳断裂。
非金属夹杂物的形貌特征,原材料非金属夹杂物级别为 D类粗系1级,说明非金属夹杂物数量较少且较细,故符合要求。可知,表层组织为回火马氏体,具有高的强度、硬度,高的接触疲劳强度,满足表面耐磨和具有较高的强度的服役条件。过渡层的组织为回火马氏体+回火索氏体。心部组织为回火索氏体,说明其综合力学性能较好。表层淬硬层深度的测定极限硬度一般为零件表面所要求的最低硬度(HV)的0.8倍。 用维氏硬度法测得的有效硬化层深度为3.10mm,表层平均硬度为670HV。零件表面的硬化层深度一般为其半径的10%左右。此销轴的直径为130mm,合理的硬化层深度应在6~7mm左右。可见,销轴的有效硬化层深度过浅,不符合硬化层深度要求,降低了疲劳抗力。在工作过程中,销轴主要承受循环弯曲载荷,最大弯曲应力应在销轴中间位置一侧的表面上。销轴的径向油孔正好处于中部截面处。吊人车的销轴为旋转轴,当油孔位于最大弯曲拉应力位置时,油孔表面所受的拉应力最大,造成油孔的应力集中,极易引发疲劳裂纹。
改进措施:(1)油孔位置设计不合理。设计销轴油孔位置时,应避开最大弯曲应力处,以减小油孔处的应力集中。建议在设计时改进油孔的位置,使其尽可能地远离应力集中位置;设计和安装销轴时,将油孔的开口部位处于承受压应力部位,可明显提高其使用寿命。(2)降低油孔倒角的表面粗糙度。油孔倒角的刀痕将造成此处的应力集中,是导致销轴断裂的原因之一。建议对油孔倒角进行精加工,消除切削加工痕迹。
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