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沖床曲軸斷裂原因剖析

文章出處:【山東威力重工】人氣: 發表時間:2019-07-18 11:51【
 沖床曲軸斷裂原因剖析
 
  曲軸是沖床主要旋轉機件,裝上連杆後,可承接連杆的上下(往複)運動變成循環(旋轉)運動。服役約半年後曲軸發生斷裂。斷裂發生在曲拐的軸頸處,該處直徑為130mm。
 
  該斷口表現較典型的疲勞斷口形貌。即有三個區域:箭頭所指的疲勞源區、呈現海灘波紋(貝紋)狀的疲勞裂紋擴展區以及粗糙的瞬時最終破斷區。
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  疲勞源區為一個以疲勞核心為焦點的非常光滑、細密、海灘花樣不明顯的狹小區域。這是裂紋在該區擴展速度很慢而且反複張開、閉合使斷面磨光的緣故。
 
  疲勞裂紋擴展區有貝紋線。這種花樣的推進線标志着部件在交變應力下斷口上留下的痕迹。斷口表面由于多次反複擠壓、摩擦,使該區域變得較光滑,有的甚至像細瓷狀。貝紋線一般從裂紋源開始,向四周推進呈弧形,它垂直于疲勞裂紋擴展方向。
 
  瞬時斷裂區是疲勞達到臨界尺寸發生快速破斷區域。它相似于靜載拉伸斷口中放射區和剪切唇區,十分粗糙。對于脆性材料,該區為結晶狀脆性斷口。由于該區是最後斷裂區,因此可推斷部件斷裂前的受載應力大小,即該區占比例小時,載荷相對也小,此時軸瞬斷區面積較小。
 
  進一步分析可看到:疲勞源區與瞬時斷裂區相對而且偏轉一個角度,且均處于邊緣,這些均表明為旋轉彎曲疲勞斷口。
 
  再從斷面與軸線的關系考察。斷口的疲勞源區,一部分疲勞擴展區(約斷口的3/5)均與軸線垂直,而另一部分擴展區以及瞬斷區與軸線約成45°。這後一部分又表現出扭轉疲勞斷口形态,而且是正斷型。
 
  綜合以上分析可知,該曲軸是疲勞斷裂,開始主要為旋轉彎曲疲勞開裂,發展到後期表現出帶扭轉的複合疲勞斷裂。
 

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