工業(yè)電機軸的斷裂原因分析
工業(yè)電機軸斷軸情況發(fā)生負荷側(cè),主要可能出現(xiàn)在前軸承支承處、有明顯的刀痕處、肋板與主軸的結(jié)合處、軸肩處及有槽的地方。根據(jù)觀察、實驗和分析,斷裂的原因有以下幾點:
1、材質(zhì)缺陷
我們從斷軸中選取一部分進行材料分析和機械性能試驗,材料分析結(jié)果表明,當選用的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼且未經(jīng)過有效的熱處理時,材質(zhì)性能差、強度不夠;通常的工業(yè)電機軸采用45鋼,但從送檢的45鋼進行的物理探傷檢驗,發(fā)現(xiàn)有大量大于擔的缺陷,因此,材料的選用不當和材料的質(zhì)量低劣是可能導(dǎo)致工業(yè)電機軸斷裂的主要原因。
2、加工工藝和焊接工藝不當
分析表明,該軸形成了沿圓周分布的環(huán)狀裂紋,該部位是因為肋板與工業(yè)電機軸焊接時采用低碳鋼焊條,使軸表面形成了軟化的堆焊層,在循環(huán)的交變應(yīng)力作用下,該部位形成連續(xù)的沿周向分布的環(huán)狀裂紋,進而裂紋區(qū)擴大,整個軸斷裂,造成事故;另一方面,工業(yè)電機軸的非配合面在加工時經(jīng)常被忽視,軸表面和軸肩過渡圓角處常留有刀痕,表面粗糙度過大,這樣會引起狀態(tài)系數(shù)降低,使軸的抗疲勞能力降低而引起折斷;在使用花鍵聯(lián)結(jié)的工業(yè)電機軸中,經(jīng)常出現(xiàn)在加工時未按圖紙的規(guī)定將花鍵加工成圓齒根,這也可能是導(dǎo)致軸斷裂的原因之一。
3、應(yīng)力集中
這是工業(yè)電機軸斷裂常見的原因。工業(yè)電機軸在設(shè)計和工藝上經(jīng)常有各種槽 (如越程槽、卸載槽等)、階梯過渡處和軸肩等結(jié)構(gòu),如果槽結(jié)構(gòu)不合理或不均勻、過渡圓角太小、軸徑變化較大等,工業(yè)電機軸在交變應(yīng)力的作用下,這些部位的應(yīng)力分布會極不均勻,在應(yīng)力特別高的部位逐步形成微觀裂紋且逐漸擴展,從而導(dǎo)致突然脆性斷裂。