某发动机轴承失效原因分析

在对某发动机工作过程中轴承失效的基本特征进行综合分析的基础上,确定了轴承失效属早期发生的疲劳剥落导致的最终失效,轴承早期疲劳剥落与滚棒上沿晶断裂特征有关.对滚棒非正常的沿晶脆性断裂进行了热处理模拟和金相组织以及断口分析,结果表明,掉块主断面上典型的沿晶断裂特征与该滚棒在热处理时局部接触900℃以上的高温有关.     

主桨毂水平铰轴承故障分析与改进

飞机在使用过程中主桨毂水平铰的双列圆柱滚子轴承发生失效,失效形式主要为内圈断裂及滚道剥落。通过轴承形貌分析、复查及计算分析,定位故障原因为在轴承在工作条件下,内圈产生弯曲变形,一方面在内圈端面内径处产生较大应力,导致内圈断裂,另一方面在轴承滚道处产生边缘应力,导致滚道剥落。制定的改进措施为内圈内径增加3处内径槽,滚子母线、内圈和外圈滚道修型处理,改进轴承通过两套600h耐久性试验。结果表明：在内圈内径增加3处内径槽及滚子母线、内圈和外圈滚道修型处理的改进措施可以有效解决轴承的使用问题。     

W9Cr4V2Mo钢滚动轴承剥落原因分析与预防

发动机减速机匣外场使用时发现异常,分解检查发现轴承套圈外滚道出现剥落,在轴承外观检查、成分分析、硬度检测、金相分析和应力测试结果基础上,对轴承剥落原因进行了分析,结果表明:轴承剥落性质为接触疲劳,轴承套圈在磨加工过程中产生的磨削力过大,滚道表面产生高温,在滚道表面形成一层薄而脆的二次淬火马氏体,并在滚道表面和次表面之间形成拉应力,滚道表面组织和性能的改变,产生磨削烧伤,降低了轴承的耐磨性和疲劳强度,导致轴承早期疲劳失效措施,并提出了采取合理的磨削参数,以及采用冷酸洗法与磁弹法相结合的预防措施。     

发动机低压Ⅰ级涡轮叶片榫头断裂分析与预防

发动机低压Ⅰ级涡轮叶片榫头R处根部发生断裂。经宏微观检查、跨棒距测量、榫头应力计算及模拟疲劳试验分析,对叶片断裂性质及原因进行综合分析,结果表明:叶片断裂性质为多源线性疲劳断裂;渗铝工艺中,由于榫头防护不妥,榫头被渗铝层污染,榫头跨棒距超差,降低了叶片抗疲劳性能,最终导致叶片发生疲劳断裂失效。对渗铝层厚度在0.03 mm以内且跨棒距合格的叶片,通过对叶片榫头严格监控,增加跨棒距测量,渗铝层工艺采用严格的防护手段保护,可有效避免类似故障。     

12Cr2Ni4钢齿轮断裂失效分析

针对12Cr2Ni4钢齿轮在工作过程中发生断齿及齿面损伤的问题,通过断口分析、能谱分析、化学成分分析、渗碳淬火硬化层检测,对齿轮的断裂失效原因进行了分析。结果表明,齿轮断裂性质为疲劳断裂,因残留加工刀痕产生应力集中、有效硬化层局部过浅以及过渡区残余应力大是齿轮断裂失效的主要原因。疲劳裂纹首先于齿轮节圆附近残留加工刀痕较深处萌生,随后逐渐扩展直至断裂。据此提出了改进措施。     

表面激光硬化轴承的疲劳失效分析

选用CO2激光器进行GCr15钢轴承滚道表面激光淬火处理试验,内圈硬化层深度可达到0.5 mm,外圈可达到0.45 mm.用金相显微镜、扫描电镜和X射线分析等现代测试技术对改性层的相组成及改性机理进行分析.结果表明,轴承表面的激光相变硬化可以产生具有较多残余奥氏体、细小碳化物以及过饱和的隐晶马氏体组织,从而提高轴承滚道表面的硬度.最后进行了轴承钢的接触疲劳性能试验.通过疲劳失效轴承表面的显微观察,验证了激光淬火套圈表面的疲劳失效形式仍为表层剥落.造成激光淬火套圈早期疲劳失效的主要原因是激光扫描开始与结束接口处没有完全对接上,以及硬化层深不均匀.     

汽车后桥从动齿轮断齿和齿面损伤失效分析

采用宏观微观形貌观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试和有效硬化层深测量等方法对失效的齿轮进行了分析.结果表明:齿轮失效因为在于齿轮齿根部有较深的切削沟槽,导致齿根部应力加大,形成裂纹源,并产生高周疲劳引起齿根部断裂,进而波及其他齿产生断裂和剥落;用户在使用时也存在齿轮润滑油选用不当等问题.     

轴承座开裂原因分析

发动机运行60?h后进行分解检查,发现滚棒轴承座的安装轴承外环处开裂,裂纹贯穿整个轴承外环配合面.对轴承座开裂处进行断口宏微观分析,金相组织和倒角检查等,确定轴承座开裂性质和原因.结果表明:轴承座的开裂性质为高周疲劳,疲劳开裂的原因与起源位置未倒圆呈一直角形貌且存在毛刺导致出现较大的应力集中有关.后续采取对设计图样进行...     

发动机传动轴齿轮断裂失效分析

某发动机累计工作66min后,传动轴齿轮上有两个齿发生了断裂,与其相配合的片齿轮未发现任何损伤.对传动轴齿轮和片齿轮的齿形、齿向进行了检测,结果表明,传动轴齿轮和片齿轮的齿形和齿向参数符合技术要求.对传动轴断齿的宏微观特征进行了观察与分析,并对传动轴和片齿轮的渗层深度、金相组织进行了检测.结果表明,传动轴断齿的断裂性质为疲劳断裂,传动轴齿表面硬度偏低和片齿轮表面硬度偏高导致传动轴齿表面接触疲劳剥落,传动轴齿轮表面渗层出现的连续网状氮化物是促进其疲劳断裂的又一个影响因素.建议完善传动轴和片齿轮的表面处理工艺参数,加强控制工艺过程.     

高强度钢压剪疲劳裂纹扩展的实验研究

滚珠轴承接触点附近的高压剪应力是引起轴承疲劳破坏的原因。为获得高强度钢在压剪疲劳加载下的断裂性态,通过轴向裂纹薄壁圆筒的压剪疲劳加载试验,研究了这类材料的疲劳破坏规律。结果表明,复合疲劳加载时门槛值对压应力分量并不敏感,但对扩散速率和临界扩展角却有明显影响。裂纹扩展速率随压应力增加而提高,裂纹较快达到失稳;裂纹扩散角则随压应力增加而减小,疲劳裂纹将向有利于Ⅰ型断裂的方向扩展。这表明轴承滚道内,任何平行于压应力的缺陷、微裂纹都将是十分危险的。     

发动机齿轮和轴承失效分析

发动机返厂检查发现上垂直锥齿轮及轴承磨损严重.为分析齿轮和轴承失效的原因,对故障件进行了外观检查、电镜观察、成分分析、硬度检测和金相分析,并通过对结构的受力状态分析和外场调研,对故障件磨损性质、故障原因进行了综合分析与讨论.结果表明:上垂直锥齿轮及轴承的失效模式是接触疲劳磨损,而导致轴承和上垂直锥齿轮发生接触疲劳磨损的...     

机器人用关节减速器的失效分析及改善措施

结合理化检测分析和有限元应力分析,研究了机器人用关节减速器摆线轮及行星轮在寿命试验过程中接触疲劳失效的成因.结果表明:摆线轮齿面失效形式为胶合,行星轮齿面失效形式为过度磨损.摆线轮和行星轮齿面接触疲劳强度设计值均满足服役要求,所用材料符合设计要求.根据金相检测结果,行星轮表面热处理性能不符合设计要求,导致齿面硬度和接触...     

基于Miner理论的减速器疲劳试验研究

减速器是输送机的"心脏",其早期损坏将严重影响输送机的使用寿命,行星齿轮减速器是种较为理想的刮板输送机传动结构型式.文章通过分析行星齿轮减速器疲劳机理,认为塑性应变的开始点就是疲劳过程的起始源,并从迈纳(Miner)损伤累积理论原理出发,以刮板输送机行星齿轮减速器为例,提出了输送机减速器疲劳试验方法和流程,并且结合生产实际,对浓缩应力这一强化理论方法进行了描述,从而获得超值累积频次分布图.最后对刮板输送机减速器齿轮疲劳寿命作了分析.     

直升机尾桨连杆组件失效分析

直升机在飞行降落时尾桨操纵连杆发生断裂,对断裂的尾桨连杆组件损伤及磨损情况进行外观检查,宏微观观察分析连杆断口,并对连杆的材料成分、金相组织和硬度进行检查。结果表明：连杆的断裂性质为疲劳断裂,疲劳起源于螺纹根部,疲劳区占断口总面积80%以上;连杆端部的球轴承产生了异常的磨损。分析认为：由于连杆端的球轴承产生了异常的磨损,导致其对连杆的限位功能不良,连杆发生轻微偏转使连杆上形成了附加的弯曲应力。该应力与连杆上的工作应力叠加,造成连杆发生了疲劳断裂。此外,对连杆硬度的检测表明连杆的硬度仅为HRC 22.7,说明其强度较低,疲劳抗力较差,也是连杆容易发生疲劳断裂的原因。     

连接体的接头断裂原因分析

某连接体的接头材质为35号钢,热处理状态为正火态,在使用一段时间后发生突然断裂.采用光学金相显微镜和扫描电子显微镜对接头的断裂原因进行分析,找到了接头的断裂模式和原因.接头的断裂模式为疲劳.导致接头疲劳断裂的原因有两个,一为将15号钢接头代替35号钢接头使用,降低了接头的疲劳强度;二为接头设计的尖角产生较大应力集中,成...     

大型立磨行星轮系故障分析与解决方法

行星轮系是大型立磨中的关键组成部分,其故障分析对立磨的全寿命服役性能至关重要。本文针对大型立磨行星轮系使用过程中出现的故障进行了分析,通过宏观检验、显微分析以及有限元分析相结合的方法明确了行星轮系故障的失效机理。结果表明:接触疲劳是导致行星轮系中行星轮内壁断裂的主要成因。进一步分析了行星轮壁厚对齿根应力的影响,验证了行星轮疲劳微裂纹产生的生成原因。最后提出了行星轮断裂的预防方法,改进了行星轮系的设计和可靠性。     

大型行星轮系功率分流分析与疲劳可靠性研究

行星轮间的功率分流行为使得行星机构具有较高的能量传输密度，但偏载会导致行星机构的功率无法按照理想状态分配，增大齿轮间的啮合力，影响整个系统的使用寿命和可靠性。基于某型号重型直升机行星减速器的结构特征，构建大型行星轮系的有限元仿真模型，对行星传动系统进行准静态力学和运动学分析，获得系统中各类齿轮的危险应力历程，为可靠性分析模型提供载荷输入变量，以弯曲疲劳试验获得的齿轮强度数据作为可靠性分析模型的强度输入变量。使用统计学最小样本量的概念进行齿轮和轮齿寿命转换，建立行星齿轮系统可靠性分析模型，完成行星系统不同状态下疲劳可靠度的数学映射。偏载状态下，行星齿轮系统可靠度为92.32%,证明偏载会影响系统疲劳可靠性，降低齿轮的有效使用寿命。     

单晶高温合金损伤与断裂特征研究

研究了单晶高温合金在持久、拉伸和低周疲劳条件下的损伤与断裂特征。结果表明:单晶合金高温持久微观断裂方式为沿原始微孔洞扩展的微孔聚集型断裂,中温持久微观断裂方式为微孔聚集型断裂与滑移剪切断裂共存的混合型断裂;高温拉伸首先在内部以微孔聚集型模式开裂,最后阶段以滑移剪切的方式发生断裂,微孔聚集型断裂过程占主要地位,中温拉伸以纯滑移剪切的方式发生断裂,断口由一个平面组成;低周疲劳断裂由裂纹萌生、裂纹稳定扩展和裂纹失稳扩展3个阶段组成。断口呈现多源开裂特征,疲劳裂纹一般萌生于表面。疲劳裂纹扩展初期断口基本与主应力方向垂直,随着疲劳裂纹扩展,断口表现为与主应力约成45°的平面特征。     

圆角半径对输出轴断裂的影响研究

在试验过程中输出齿轮轴发生断裂,断面磨损严重。本研究先对该轴的断裂失效进行了分析,确定断裂性质为旋转弯曲高周疲劳,理化检测指标符合图纸要求,而圆角半径实测数据比设计要求小。为了查找疲劳失效原因,对实测圆角半径和设计要求圆角半径所造成的应力集中进行应力计算,得到不同圆角半径对应的实际旋转弯曲疲劳极限强度,发现该输出轴断裂处的实际旋转弯曲疲劳极限强度比设计要求降低了一半。在工作载荷作用下实际旋转弯曲疲劳强度的降低,使该输出齿轮轴的实际疲劳寿命相比设计寿命大大降低,导致该输出齿轮轴工作中提前失效。