40钢球头挂环的断裂失效分析

输电线路球头挂环在使用过程中发生断裂。通过宏观断口特征、微观断口、化学成分、力学性能和显微组织等对球头挂环进行了断裂原因分析。结果表明,球头挂环在双向循环弯曲载荷作用下发生多源疲劳断裂,疲劳源位于球头挂环两侧次表层,裂纹沿径向由次表层向心部扩展,最后瞬断区位于心部;球头挂环次表层的基材表面尺寸不等的显微凹坑(10～30μm)和硬度较低(184 HV0.05)的脱碳层的存在,使得球头挂环在根部的显微凹坑底部的最大应力集中处萌生裂纹,这是造成球头挂环断裂失效的重要原因。在球头挂环加工以及后续热处理过程中,避免基材表面产生显微凹坑缺陷和防止表面发生脱碳,是减少球头挂环发生疲劳断裂失效的有效措施。     

曲轴断裂原因分析

对断裂的曲轴进行了化学成分、金相、显微硬度、扫描电镜等分析,结果表明:断裂为疲劳断裂,裂纹起源于内孔表面的淬火裂纹和粗糙的内孔璧:材料中较多的疏松和偏析等缺陷降低了材料的疲劳性能,疲劳裂纹易于扩展,从而导致曲轴的断裂.     

在役起重机吊钩的磁粉检测

起重机吊钩长期使用而不进行定期检查 ,存在着较大的安全隐患 ,吊钩断裂造成人员伤亡事故时有发生 ,因此 ,对在役吊钩的检验被越来越多企业所重视。以下简要介绍在役吊钩的磁粉探伤。1　吊钩中存在的主要缺陷吊钩在制造及使用过程中产生的缺陷主要有原材料不良及锻造工艺不当产生的缺陷、消除锻造应力的热处理过程中产生的缺陷以及使用过程中产生的疲劳裂纹。2　在役吊钩的检验重点———疲劳裂纹疲劳裂纹因其危害程度大可直接造成吊钩断裂。它可以由工件内部的缺陷扩展形成 ,但大多数情况下 ,工件表面应力集中的部位 (如沟、槽等 )在交变应…     

电弧焊裂纹产生的原因分析及防止措施

焊接是现代装备制造业中最为重要的一种工艺,但在焊接过程中,稍有不慎就会在焊接接头出现裂纹、气孔、夹渣等焊接缺陷,其中焊接裂纹是造成焊接产品发生断裂或者渗漏的主要原因,其危害性极大。本文分别对焊接裂纹中热裂纹、冷裂纹和再热裂纹的产生原因和影响因素等方面进行了分析,并且结合实际生产情况对如何防止裂纹的产生进行了探讨。     

45钢汽车调节螺杆断裂分析

采用45钢制造B103-0-1汽车调节螺杆,在安装过程中用紧固螺栓时,在受力不大情况下发生断裂.对断口位置形态、显微组织及硬度等利用光学显微镜、SEM及能谱分析等方法进行分析.结果表明,该螺杆的早期断裂是因为内部有显微裂纹,其产生的主要原因是由于感应加热温度过高,局部组织融化所致.     

铸坯裂纹造成钢材缺陷的特征及控制措施

采用金相显微镜(OM)及扫描电子显微镜(SEM)等仪器对铸坯裂纹造成钢材缺陷的特征及成因进行分析。结果表明:钢筋拉拔断裂、钢板表面结疤及麻坑缺陷均是由铸坯裂纹遗传至轧制过程所导致的。由铸坯裂纹引起的缺陷往往在缺陷处可观测到一薄层高温氧化铁,附近分布着大量细小高温氧化圆点,且在中高碳钢材中缺陷处往往伴随有脱碳迹象。为改善钢材品质,全面分析了铸坯裂纹的形成原因,并针对相关原因提出了相应的改进措施。     

变速箱齿轮轴断裂分析

利用光学显微镜分析、化学成分分析及扫描电镜分析,对变速箱齿轮轴断裂件进行了分析。结果表明,齿表面的裂纹和轴心部的冶金缺陷造成了该齿轮轴的断裂。     

弹性卡箍断裂原因分析

卡箍铆接于舱体内部,用于捆扎、固定电缆束。尾段舱体卡箍在卡装电缆束时发生断裂,中段舱体卡箍在卡装电缆束后约5.5 h发生断裂。通过外观检查、化学成分分析、金相组织检查、硬度测定、断口微观观察、含H量测试等,对卡箍断裂的原因和性质进行了分析。结果表明:尾段舱体卡箍由于存在裂纹缺陷,因承载能力不足导致了断裂,卡箍热成形中工艺控制不到位,裂纹在应变较大区域萌生;中段舱体卡箍断裂性质为氢致延迟断裂,H含量偏高,同时较高的强度对断裂的发生起到了促进作用。     

热轧板带轧机高速钢复合轧辊断裂失效分析

针对热轧板带工作辊在轧制过程中发生的断辊事故,对其失效原因进行了分析。通过对轧辊断口宏观形貌,材质化学成分、显微组织、工作层残余奥氏体含量及断口形貌的分析,认为轧辊断裂属于应力断裂.而造成轧辊断裂的主要原因是工作层残余奥氏体含量过高,轧辊在使用过程中残余奥氏体发生马氏体相变,巨大的内应力导致裂纹的产生;同时轧辊工作层显微组织中网状碳化物,芯部C、Mn含量不足以及铸造孔洞缺陷加速了裂纹扩展而造成的。为此,对轧辊的制造工艺、使用及维护提出了相应的措施,确保了轧辊的正常使用。     

A5083铝合金焊缝断裂韧度研究

在焊道中添加铜丝,成功制造出含类裂纹缺陷的焊缝。采用尺寸敏感断裂抗力δ_m(8)表征断裂韧度大小。与标准焊缝进行对比分析,含类裂纹缺陷的焊缝断裂韧度均值较低,为0.061mm,小于标准焊缝断裂韧度均值0.127mm,焊缝内残余铜丝是影响其数值较小的主要原因。     

高速空心滚珠丝杠螺母副热特性的影响因素分析

滚珠丝杠作为机床伺服进给系统的重要元件,其热变形会降低伺服进给系统的定位精度,在机床高速化发展的过程中,滚珠丝杠热变形成为其发展的瓶颈,采用通有冷却介质的空心滚珠丝杠为解决这一问题提供了方法。空心滚珠丝杠定位精度受到以下因素影响:滚珠丝杠轴向载荷、转速、通入空心滚珠丝杠的冷却介质的种类、冷却介质流速以及空心滚珠丝杠内孔的大小,这些因素不仅影响空心滚珠丝杠的冷却效果,而且对空心滚珠丝杠的变形也有很大的影响。研究结果表明:轴向载荷和转速对温度影响较小;专业冷却油更适合用于滚珠丝杠的冷却,合理控制其温升和热变形;热变形和热-结构耦合的分析,给出了最佳内孔直径。为空心滚珠丝杠的设计及研究提供理论依据。     

数控机床滚珠丝杠副的法向截形对其传动效率的影响研究

为使丝杠获得高效稳定的传动效率,提出以勒洛多边形为法向截形设计滚珠丝杠副,并给出勒洛多边形的做法。分别将勒洛三、四、五边形作为滚珠丝杠法向槽形,在相同工况下对比丝杠传动效率。结果表明：勒洛多边槽形边数越多,丝杠传动效率越高,以勒洛五边形为丝杠法向截形最为合理。对比以勒洛五边形、普通槽形为法向截形的滚珠丝杠与梯形丝杠的传动效率。结果表明：以勒洛五边形为法向截形的丝杠传动效率最高,为98.4%,分别比普通滚珠丝杠、梯形丝杠高0.8%、20.6%,持续获得高效传动的能力较普通滚珠丝杠强;理论上,滚珠与滚道间接触角越小,丝杠传动效率越高;当量摩擦角的大小决定丝杠高效传动的稳定性,当量摩擦角越小,高效传动的稳定性越好,反之则越差。     

数控机床滚珠丝杠副织构化减摩设计及仿真

针对数控机床进给系统滚珠丝杠副高速运行时润滑不良、磨损较大的情况,基于Hertz接触理论对滚珠丝杠副的接触应力进行计算并确定了织构的加工位置,建立了有、无织构的滚珠丝杠副分析模型,对滚珠丝杠副的接触应力和润滑特性进行有限元分析,并对比分析了有、无织构时滚珠丝杠副的接触与润滑性能。结果表明,有织构时虽会增大滚珠丝杠副的接触应力,但在织构两侧产生的流体动压可使滚珠丝杠副形成流体摩擦,极大改善其润滑性能,从而起到很好的减摩效果。     

实心/空心高速滚珠丝杠的热特性研究

针对高速机床滚珠丝杠的摩擦发热导致丝杠产生轴向热伸长的问题,采用丝杠和螺母中空冷却的方法抑制丝杠温升,通过不同进给速度下的实心滚珠丝杠与空心滚珠丝杠的稳态仿真对比,证实这种冷却方法有效;同时对比瞬态仿真得出空心滚珠丝杠达到热平衡的时间远小于实心滚珠丝杠。     

螺母副摩擦热对高速空心/实心滚珠丝杠热特性影响分析

针对滚珠丝杠的热变形问题,提出了一种采用通有冷却油的空心滚珠丝杠。通过理论计算了螺母副摩擦热及热边界条件,运用ANSYS有限元分析软件首先对空心/实心滚珠丝杠温升与载荷、温度与转速的关系进行了分析,然后分析了冷却油的流速对空心滚珠丝杠温升的影响,最后对比分析了空心/实心滚珠丝杠的变形情况。结果表明:通有冷却油的空心滚珠丝杠在高速高载荷的工况下更优于实心滚珠丝杠。     

Thermal error forecast and performance evaluation for an air-cooling ball screw system

In machine tools such as numerical control machines, thermal error in the ball screw induces a direct position error. A high-speed ball screw system naturally generates more heat and results in greater thermal expansion, adversely affecting the accuracy of positioning. In this paper, we discussed the placement of an air cooling system in a ball screw shaft to overcome thermal errors and achieve temperature equilibrium faster. In order to estimate the thermal error of the ball screw system and effectiveness of the air cooling system, thermal behavior models using the finite element method (FEM) and a modified lumped capacitance method (MLCM) were developed separately. This included heat generation from the main heat source of the ball screw system and other boundary conditions. The completed models were used to simulate temperature distribution, thermal deformation and air cooling performance. Comparing the experiments shows that these methods can well predict thermal behavior of the ball screw system and air cooling performance. And the positioning accuracy will significantly improve with the use of the air cooling system in the ball screw drive system.     

双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副微分变化关系的推导与验证

为了推导出通用且符合滚珠丝杠副空间结构特点的微分变化关系,以双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副为研究对象,建立了滚珠丝杠副中各坐标系间的齐次变换矩阵,在此基础上推导出了统一且直观的滚珠丝杠副中各坐标系间的微分变化式。通过该方法推导出滚动轴承的微分变化式,与权威滚动轴承文献中出现的微分变化式进行了对比,验证了该推导方法。并利用其他方法推导出滚珠丝杠副的微分变化式,与所使用方法推导出的滚珠丝杠副微分变化式进行对比,确保了所推导的滚珠丝杠副微分变化式表达式的可靠性。最后,根据所推导的滚珠丝杠副微分变化对比分析了不同的轴向静接触刚度建模,所建立的理论模型计算值较传统模型计算值与实验测量值更为接近。     

2(3PUS+S)型并联机构驱动部件刚度特性分析

针对2(3PUS+S)型并联机构进给驱动部件,提出并研究了对其刚度分析的新思路和方法,该并联机构以直线模组作为驱动部件,整体刚度主要由滚珠丝杠的刚度、滚珠丝杠副的刚度以及支承轴承的刚度这三大部分组成。计算时先将系统进行简化,同时考虑到滚珠丝杠副在工作状态下滚珠和滚道在面接触点处的弹性变形,以及滚珠丝杠副和支承轴承中结合部的变形,结合理论力学和赫兹接触理论相关理论知识,对滚珠丝杠刚度、滚珠丝杠副轴向刚度以及支撑轴承轴向刚度分别推导求取,最终整合得到整个系统的刚度。此方法概念明确,计算简便,研究结果对此并联机构稳定工作以及动态性能的优化提供了依据。     

Periodic variation of preloading in ball screws

The preloading is a main characteristic for the functionality of a ball screw. The path of preloading during operation with no thrust load is an indicator for the actual inner forces, the friction produced by the ball screw and finally for the quality of the unit. Due to manufacturing tolerances the preloading over the useful travel of the ball screw differs from its specified value. However, not only the overall loading of a ball screw varies, but also the local load distribution within the nut. This is expressed by a periodic variation of the internal forces which has an effect on the alignment of the nut and therefore on the uniformity and the motion characteristics of a ball screw feed drive. The following paper deals with the occurrence of these periodic force variations and offers an explanation for this particular phenomenon.     

数控车床高速车削滚珠丝杠的工艺方法

滚珠丝杠属典型的细长轴类零件,由于其长径比比较大,加工后很难获得满意的表面粗糙度和几何精度.传统的滚珠丝杠加工方法是“车-淬-粗磨-精磨”,采用磨削工序能提高滚珠丝杠的加工质量,但磨削设备造价较高,磨削工序耗时较长,能源消耗大.探讨滚珠丝杠加工的工艺方法,设计制造一种新型的丝杠加工专用数控车床,并采用“车-淬-精车-磨”的新工艺,提高了生产效率,降低了生产成本,解决了滚珠丝杠的加工难题.