装载机销轴断裂分析
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- 83 -工 业 技 术Φ200 mm 销轴,材质45钢,调质处理,在机加工过程中发现裂纹。
对开裂销轴进行取样检验分析,结果显示材料存在多种缺陷导致销轴开裂。
45钢是优质碳素结构钢典型代表钢种之一,具有较高的强度一定的韧性和塑性良好的切削加工性能,经调质处理后可获得较好的综合力学性能,常用于制造销轴等[1]。
1 化学成分分析 表1 45钢销轴化学成分(%)元素C Si Mn P S 标准值0.42~0.500.17~0.370.50~0.80≤0.035≤0.035测定值0.440.340.610.0120.018对照GB/T 699—2015,符合45钢标准要求。
2 金相分析2.1 低倍检验 对销轴横截面进行酸洗检验,发现一般为疏松3级。
同时显示多条裂纹,并有裂纹穿过轴心。
2.2 非金属夹杂物在100×视场下未发现可评级的非金属夹杂物。
金相组织:从轴心沿轴径距离端面1/4区域的裂纹末梢取样,检验横截面金相组织,经硝酸酒精腐蚀后显示结果如图1、图2所示。
图1铁素体网及魏氏组织500×图2 沿晶裂纹1000×图1显示组织为极细珠光体+沿晶界分布的铁素体,部分铁素体呈轻微的魏氏组织,晶粒度7~8级。
图2为销轴截面的裂纹末梢,显示沿铁素体网开裂,为沿晶裂纹。
从销轴中心裂纹部位取样检验,显示组织分布不均匀,铁素体网多聚集分布,纵向组织显示呈明显的铁素体带状偏析,如图3所示。
在铁素体网个别聚集分布的区域内以及带状铁素体区域内均可见硫化物夹杂,如图4所示。
图3 带状组织形貌50×图4硫化物夹杂1000×由上述检验结果可知,材料存在多种缺陷包括一般疏松、组织不均匀、铁素体网、魏氏组织、带状组织以及硫化物夹杂。
同时,由于销轴截面积比较大,45钢的淬透性差,检验处组织基本是铁素体和极细珠光体状态,没有达到理想的索氏体组织。
3 缺陷组织的形成及对性能的影响3.1 铁素体网的形成及危害各种组织缺陷是相互关联的,铁素体网与钢材原始状态有关,铁素体在原奥氏体的晶界处析出,由于奥氏体境界上晶格缺陷多,且组织疏松,易于铁素体新相的形核和原子聚集,从而为网状组织的形成创造条件。
货车断轴机理与失效分析作者:铁道部安全监察司毛庆祥摘要:介绍了两起货车轴颈断裂事故的概况,对断口特征和断裂原因作了分析并提出防止对策、建议。
主题词:货车轴颈断裂原因分析继1986年、1993年各发生一起客车轴颈卸荷槽部位断裂事故之后,1996年又发生两起货车该部位断裂事故,造成严重后果和巨大损失。
这再一次提醒我们,在防止车轴冷切方面,轴颈卸荷槽部位千万不要忽视。
1事故概况(1) 1996年9月3日,7419次货物列车编组60辆、总重5001t,运行到京广下行线石桥——临颖间,因机后25位C62M型739221号车(装煤60t)第3位轴颈卸荷槽部位断裂后脱轨,使该车及机后26~43位货车脱轨颠覆,构成重大事故。
该事故车于1996年1月15日做段修,装用转8A型转向架、RD2型车轴,断轴轴号15147;该轴1983年7月制造,同年8月第一次(也是最后一次)组装,断裂端轴承为1991年10月压装的大修轴承(至段修日已4a90d),段修时未退卸轴承,应对轴颈卸荷槽实施超声波探伤。
断裂位置在距轴端约195mm处。
(2) 1996年11月3日,2379次货物列车,列车编组42辆,总重3519t。
运行到兖石线朱宝——红埠寺间,因机后23位C64型4826680号车(装煤60t)第3位轴颈卸荷槽处断裂后脱轨。
事故车装用转8A型转向架,RD2型车轴,断裂端轴承于1994年11月压装,段修时未退卸。
该车于1996年10月24日段修,至事故发生之日运行仅10d。
车轴是1986年9月日本制造,轴号69393,1987年4月9日国内第一次组装,1994年10月10日第二次组装。
断裂位置距轴端约201mm。
2断口特征及材质检验(1) 15147号轴断口形貌及示意图分别见图1、图2。
断口由疲劳源区、裂纹扩展区、脆性断裂区三部分组成,其中裂纹扩展区又可分为慢速扩展区和快速扩展区,慢速扩展区疲劳纹细密,也称疲劳核。
快速扩展区疲劳纹比较粗,是典型的高周疲劳断裂。
曲柄销子断裂原因分析及预防措施摘要:目前采油队经常发生抽油机因为曲柄销断造成翻机事故,严重的造成整机报废。
本文对常用型号的曲柄销从结构、使用情况,抽油机所承受的各种载荷的变化情况等进行分析,并提出相应的预防措施。
关键词:曲柄销断裂预防措施1 曲柄销子结构分析抽油机曲柄销子是抽油机的重要部件,抽油机运转时,曲柄将力矩传递给连杆,是通过曲柄销总成来完成的。
曲柄销总成在整个抽油机零部件中是一个受载较大的关键受力件,如果曲柄销子发生断裂,有可能使整个抽油机报废,造成重大的经济损失。
造成曲柄销子破坏的主要因素有抽油机负荷过大;抽油机不平衡;销子在销孔内磨损,造成旷动;剪刀差超过范围;连杆下头和轴承盒平面不正;销子钢材原有内伤;紧冕型螺母时用力过大;销子退刀槽处直径细,强度不够等。
为此,提出对易发生故障的关键部位实施相应有效的预防措施,同时还要加强工艺监督,保证安装质量,改进工艺措施。
曲柄销子的断裂位置分析如图1,为曲柄销子的示意简图。
采油26队2012年更换了8口井的曲柄销子,其中3只销子为断裂,均是在上图所示部位发生断裂。
出现这种情况的主要原因是因为此处位置直径细,截面形状发生突变,很容易在此处位置发生应力集中。
而且断裂主要发生在负荷重的8型、10型抽油机和销子长时间未进行更换的井上。
2 曲柄销子受力分析抽油机作为抽油设备,是一个四连杆的曲柄摇杆机构(图2)。
电动机将其高速旋转运动传递给减速箱的输入轴,经中间轴带动输出轴,输出轴带动曲柄1作低速旋转运动,同时曲柄通过曲柄销子将力矩传递给连杆2,经横梁拉着游梁3后臂摆动,游梁前端装有驴头4,活塞以上液柱及抽油杆柱等载荷均通过悬绳器悬挂在驴头上,驴头同游梁一起做上下摆动,带动活塞作上下、垂直的往复运动,将油抽出井筒。
当抽油泵工作时,抽油机的驴头悬点上作用有下列六项载荷:(1)抽油杆柱自重.用p杆表示(它在油中时的重量用表示),作用方向向下。
(2)油管内.柱塞上的油柱重(即柱塞面积减去抽油杆面积上的油柱重)。