收藏词条 编辑词条 辊轴断裂分析
创建时间:2008-08-02
辊轴断裂分析
化纤后处理用浸渍机中浸渍辊轴长1978mm,中间配支承轴承。该轴工作转速为72r/min,运行约三个月后,在+120mm与+27mm台阶处突然断裂。轴材质为45钢,设计要求调
质处理后硬度为(240±25)HB。
在宏观检测时发现,轴的装配段上有配合不佳而引发的不规则黑斑。断裂面基本与台阶平行,两匹配的断口上均有擦伤痕迹。断口的约3/5区域较平整,可见有明显的弧形花样,如同水波由表向轴心区,扩展。由扩展的逆向可找到裂源犀在轴台阶转角处。断口的粗糙区在裂纹源区对面(偏一角度),可看到扩展台阶,呈现瞬断形貌,如图1所示。
经化学分析,材质成分符合45钢技术要求。
在断口的台阶残留处法向试样上,可看到台阶过渡半径很小,且留有波浪状刀痕,在其谷底处发现有裂纹,长约0.7mm,如图2所示。图3为基体组织形貌:珠光体和铁素体,铁素体趋网分布,显然不是正常调质态组织。
由断口分析可知,该轴断裂为旋转弯曲疲劳断裂。该轴开裂的诱发因素为台阶转角处的应力集中。材质未经正常调质处理,其网状铁素体必然使其表面抗疲劳强度下降。同时,配合不佳在运行中可能产生振动,会加速裂纹在台阶处萌生、扩展。
图1 0.6X
图号:图1
说明:辊轴断口形貌,箭头所指为疲劳源,旋转角,说明断口属旋转弯曲疲劳。
图2 OMI 100X
图号:图2
说明:轴台阶转角处裂纹形貌,裂纹起源于转角的尖角部位,说明转角加工不良。
图3 OMI 500×
图号:图3
说明:轴辊基体组织形貌,珠光体和趋网分布铁素体,说明材质未按技术条件规定进行调质处理。