某悬臂式掘进机用切割主轴断裂分析及改进研究

为找出作为某悬臂式掘进机的关键零部件之一-切割主轴发生断裂的原因,解决此类断裂问题,对其进行了多途径的分析,并提出了改进方案。通过对该切割主轴进行断口宏观形貌分析、材料化学成分和机械性能分析、微观组织分析、有限元应力分析等多种方式,得出失效结论并针对原因提出了相应的改进方案。结果表明:该切割主轴在实际复杂的工况下,由于机加工及热处理过程中存在不足,以及使用过程中的非正常操作,导致其在运行过程中应力集中较大位置出现断裂失效。根据失效原因提出了相应改进方案:通过优化结构和改善加工,减少应力集中状况;改进热处理工艺,提高其机械性能等方法提高该轴的使用性能,满足其功能需求。研究结果可在解决轴类传动件失效问题及改善轴类传动件的使用性能方面提供一种很好的参考价值。     

大型矿用挖掘机履带销的断裂分析和优化设计

通过理论分析、有限元分析、力学性能分析、宏观及微观分析等方法和手段,对断裂的履带销轴进行失效分析,结果表明,热处理方式不合理是销轴断裂的主要原因。通过合理匹配热处理硬度和表淬硬度,有效解决了履带销断裂的问题。该研究结果提供了一套完善的解决方案和思路,为以后产品设计和解决现场问题提供理论依据。     

工程用35CrMo钢钻杆螺纹断裂失效分析

对工程用35Cr Mo钢钻杆螺纹断裂件的化学成分、维氏硬度、洛氏硬度、断口宏观形貌和微观组织进行了分析。结果表明热处理工艺不稳定,出现非正常组织是钻杆断裂失效的主要原因。研究为进一步优化钻杆热处理工艺提供了重要依据。     

芳烃装置热电偶保护套管断裂分析及应对措施

通过对保护套管断裂处的宏观及低倍形貌分析、金相显微组织分析、电镜MES微观形貌分析等手段,对芳烃装置的热电偶套管断裂进行失效分析,确认保护套管断裂性质为双向弯曲疲劳断裂。热电偶保护套管根部为应力集中处,首先产生疲劳裂纹,随着疲劳裂纹不断扩展,最终造成热电偶保护套管断裂失效,并针对此情况给出应对措施。     

35CrMo钢带泵轴断裂原因分析

35CrMo钢带泵轴在使用约40h后发生断裂,通过宏观断口形貌观察、力学性能试验和金相检验及受力分析等方法对带泵轴断裂原因进行了失效分析.结果表明:带泵轴由于热处理不当造成其疲劳强度降低,服役后发生旋转弯曲疲劳断裂失效.     

液压泵传动轴断裂失效分析

某国产液压泵在试验验证过程中发生传动轴断裂。通过对断裂轴的使用工况、强度安全系数校核、工作应力有限元分析、宏观断口检查、微观形貌、化学成分、金相组织、材料硬度等方面的分析,发现液压泵传动轴失效的主要原因是阶梯轴处过渡圆角设计过小,从而造成局部高应力集中以及圆角处热处理未达到技术要求所致。给出了此类传动轴设计改进方法及工艺优化路线,为提高传动轴的使用寿命奠定了基础。     

某大型注塑机哥林柱的断裂原因

某大型注塑机哥林柱在服役过程中发生早期断裂,采用断口形貌观察、化学成分分析、非金属夹杂物分析、显微组织观察和力学性能测试等方法,对其断裂原因进行了分析,并提出了改进措施。结果表明:哥林柱的断裂性质为韧性断裂;在热应力、后续热处理不当造成的组织应力以及持续往复拉伸外力的共同作用下,裂纹在心部缩孔残余和带状偏析应力集中处萌生并扩展,最终导致哥林柱的断裂;采取严格控制原材料的化学成分、适当提高正火温度、增大锻造比、适当延长预热保温时间、适当延长淬火保温时间等措施后,未再发生该类型失效。     

磨削用量对40Cr钢磨削淬硬层的影响

以平面磨削淬硬试验为基础，研究了磨削用量对40Cr钢磨削淬硬层组织与性能的影响。结果表明，在磨削淬硬加工中的热、力耦合作用下，磨削用量对磨削淬硬层的马氏体组织形貌及其高硬度区硬度值无显著影响，其高硬度值均在HV630～HV680之间。随着磨削速度的提高、磨削深度的增加或工件进给速度的降低，磨削淬硬层表面残余压应力值相应减小，但淬硬层深度以及应力作用深度相应增加。     

DY08型铝合金弹性联轴器的断裂失效分析

采用化学成分分析、硬度测试、宏观检查、断口形貌分析、金相组织分析等方法,对多功能实验台中连接电机与实验装置的DY08型弹性联轴器断裂失效进行分析。结果表明:联轴器内侧存在残留加工刀痕,引起应力集中,形成裂纹源;材料中存在脆硬相,在交变应力的作用下,裂纹加速扩展,使联轴器发生疲劳断裂。即联轴器断裂的主要原因是存在加工缺陷,其断口呈现疲劳脆性断裂特征。     

磨削条件对45钢最大磨削淬硬层深度的影响

以磨削淬硬实验为基础,研究了单程磨削淬硬过程中磨削深度、工件进给速度对淬硬层深度的影响;同时通过建立最大磨削淬硬层深度的计算模型并结合Matlab软件的数值仿真功能,对45钢最大磨削淬硬层深度进行模拟仿真。结果表明:最大磨削淬硬层深度随着磨削深度的增加或者工件进给速度的减小而增加;采用Matlab对最大磨削淬硬层深度进行数值仿真得到的结果与实验结果吻合度较高,通过建立适当的数学模型可以有效地预测最大磨削淬硬层深度。     

矩形镶钢导轨感应淬火

概述了镶钢导轨几种热处理工艺方法的利弊,分析了导致机床镶钢导轨感应淬火变形大的主要原因。采用增加辅助淬硬区和调整淬硬层深度的方法,使工件淬火后内应力分布平衡,达到了淬硬和控制变形的目的。     

挖掘机行走大齿轮断齿失效分析

采用化学成分分析、宏微观检验、硬度试验等方法,对失效齿轮进行了分析.分析结果表明,该齿轮属过载断齿,同时齿轮表淬热处理工艺操作不当、齿根部未淬硬也是齿轮失效的原因.     

挖掘机履带螺栓断裂失效分析

某型号履带式液压挖掘机在装配过程中个别履带螺栓发生断裂。通过宏观形貌观察、扫描电镜形貌分析、能谱元素分析、金相组织检测、力学性能检测、化学成分检测等手段对螺栓断裂原因进行分析。分析结果表明,螺栓断裂模式符合氢脆断裂的典型特征。螺栓各项性能均符合标准规定,且基体残余氢含量仅为1.1×10-6,因此螺栓本身的氢脆敏感性较低。因热处理前磷化膜未去除干净,导致螺栓头下圆角表面存在深度约10μm的渗磷层。头杆连接处近表面基体的P含量异常偏高导致脆性增大,安装过程中产生微裂纹。螺栓头下圆角为应力集中区域,微裂纹加剧了应力集中状态,同时磷元素易引发氢致裂纹,促进了氢致裂纹的形成与扩展,最终表现为氢致延迟断裂。     

40Cr钢磨削淬硬工艺的试验研究

以切入式平面磨削淬硬加工试验为基础,对40Cr钢磨削淬硬层的宏观组织、显微硬度和淬硬层深度进行了研究.结果表明,磨削淬硬层由完全淬硬区和过渡区组成,磨削条件对磨削淬硬层高硬度区的组织及其显微硬度无显著影响,显微硬度值均在630～680HV0.5之间.选用细颗粒、高硬度的陶瓷结合剂刚玉砂轮和低进给速度、大切深参数并结合顺磨方式可增大磨削淬硬层深度.     

四点接触球转盘轴承许用接触应力试验

42CrMo钢具有良好的淬硬性,被广泛用做转盘轴承套圈材料。首先对42CrMo钢采取不同热处理工艺进行表面感应淬火,以获得不同的淬硬层深度;然后通过电子万能试验机进行压痕试验;最后对试验数据进行分析研究。研究发现:决定转盘轴承许用接触应力的因素除了材料的机械性能外,还包括材料热处理后的表面硬度、淬硬层深度以及轴承的结构参数等因素。     

双螺杆挤出机分配齿轮箱20CrMnTi渗碳齿轮断裂分析研究

解决双螺杆挤出机分配齿轮箱20CrMnTi渗碳齿轮的断裂问题,将断口宏观形貌分析、显微组织观察和硬度梯度检测技术应用到断裂齿轮的研究中。开展了结构设计和热处理工艺的分析,建立了渗碳齿轮失效机理与强度的内在联系。提出了齿轮在设计、工艺等方面的改进措施。结果表明,键槽底部与齿根圆距离小于2.5 mt是齿轮强度过低而断裂的主因,渗层大量残留奥氏体和心部网状铁素体降低了齿轮的疲劳强度,疲劳裂纹沿应力集中的线、面扩展迅速;降低奥氏体冷却过程的稳定性,渗碳正火≤950℃且保温6 h,可改善齿轮的疲劳强度。     

涡轴发动机燃气涡轮叶片断裂原因

某涡轴发动机在厂内试验运行至656.4 h时,一件燃气涡轮叶片在榫头伸根段断裂。通过研究叶片裂纹分布、断口宏观和微观形貌以及开裂部位的应力状态,分析了该叶片断裂原因。结果表明：叶片失效性质为疲劳,疲劳裂纹起源于榫头伸根段排气侧内部第1冷却腔内表面;该型叶片榫头冷却结构设计未考虑应力集中,冷却通道出现较大转角,产生较高水平应力,最终导致叶片断裂和开裂。     

局部热处理对TA1钛合金-SPCC钢压印接头失效行为的影响

在自行搭建的局部热处理试验平台上将TA1钛合金-SPCC钢压印接头连接部位加热至900℃水淬,研究了局部热处理对此压印接头失效载荷和失效模式的影响。结果表明:局部热处理后该压印接头的失效载荷为5 371.9N,比未经热处理的(4 252.4N)提高了26.34%;未经热处理压印接头的失效模式为上下板拉脱失效,断裂方式为韧性断裂,局部热处理后该压印接头的失效模式为拉脱+颈部断裂混合失效,断裂方式为准解理断裂。     

某氢气往复式压缩机连接螺栓的断裂原因

某氢气往复式压缩机在正常工作一段时间后,其连接螺栓发生断裂.通过断口宏观与微观形貌观察、化学成分分析、显微组织观察、力学性能测试等方法,对该连接螺栓的断裂原因进行分析.结果表明:该连接螺栓的断裂性质为低应力高周疲劳断裂.在交变载荷作用下,微裂纹在螺栓螺纹根部高应力集中区域萌生;螺栓热处理不当导致形成回火索氏体、上贝氏体...     

车轮径向疲劳试验中高强螺栓断裂原因分析

短双扁高强螺栓在车轮径向疲劳试验过程中,出现多根不同程度断裂现象.通过疲劳断裂机理和对失效螺栓进行宏观检验、化学成分分析、力学性能试验、金相检验等方法,分析螺栓断裂的原因,发现晶体夹杂物、热处理不当、螺栓安装预紧力过小等,造成螺栓表面部分区域强度和疲劳下降,出现应力裂纹,最终导致疲劳断裂失效.