基于轴系尺寸链设置缺陷导致机械系统失效后的改进分析

机械系统中支承结构设计以及轴系尺寸链设置将直接影响其运转安全性和可靠性。本研究分析了油雾分离器结构原理和工况条件,明确了两端固定支承的机械系统在运转过程中,其一端轴承外圈端面与壳体孔应保留适当间隙,以适应轴的热伸长。就外场发生的失效开展分析和定位,从失效件外观形貌和理化检测结果确认,轴承在过大轴向附加载荷作用下产生爬坡,进而导致轴承短期内产生高温失效。为验证失效轴承附加轴向载荷是否与轴系尺寸链设置直接相关,开展装配尺寸链核算,确认失效轴承外圈端面与壳体孔之间存在极大的干涉风险,失效与轴系尺寸链设置不合理有关。针对失效定位提出装配前选配零件、调整零件公差等改进措施,同时建议对该间隙进行检测。     

基于工作温度8Cr4Mo4V钢制轴承外套圈尺寸及应力变化特征分析

测定了8Cr4Mo4V钢制直壁圆筒形轴承外套圈在不同工作温度下内外径尺寸及表面残余应力的变化特征,分析了引起轴承外套圈尺寸变化和表面残余应力变化的因素,并对轴承外套圈进行了微观组织观察。结果表明,在不同工作温度下,保温300 h后轴承外套圈的尺寸均增加1~2 μm,轴承外套圈外径的尺寸变化量大于内径尺寸变化量;工作温度下残留奥氏体转变为马氏体,马氏体深度回火,均会使轴承外套圈内径表面残余压应力增加。工作温度为150 ℃时,内、外径表面残余压应力绝对值增加幅度最大,随着工作温度的提高,表面残余压应力绝对值增加幅度降低。轴承外套圈内外径表面残余压应力的增大是由于轴承钢中残留奥氏体转变为马氏体,发生体积膨胀引起的。马氏体发生深度回火导致体积收缩,外套圈内外径收缩尺寸量不同将引起内外径表面的残余压应力值变化不同,尺寸收缩将导致内径残余压应力增大,而外径残余压应力减小。     

冷轧对M50钢马氏体/贝氏体复相组织与力学性能的影响

利用X射线衍射仪(XRD) 、扫描电镜(SEM) 、透射电镜(TEM)、室温拉伸和冲击性能测试研究了冷轧对M50钢马氏体/贝氏体(M/B)复相组织和性能的影响。结果表明:20%冷轧变形量的试样经等温淬火后具有最佳的抗拉强度(2535.7 MPa)和冲击性能(96.93 J),相比变形量为0%的试样,冲击吸收能量提高了约21%,抗拉强度提高了约5%。当变形量小于20%时,随着变形量的增加,M/B复相组织逐渐细化且在20%的冷轧变形量下组织最细;当变形量大于20%时,随着变形量的增加,贝氏体束减少,其对马氏体板条的分割作用减弱,导致组织呈现一定的粗化。     

冷轧对G20CrNi2MoA渗碳轴承钢组织演变与耐磨性的影响

采用电子背散射衍射分析(EBSD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等方法研究了冷轧对G20CrNi2MoA渗碳轴承钢微观组织演变规律和耐磨性的影响。结果表明:冷轧能够细化原材料晶粒;当冷轧变形量由0%增加到30%时,经二次淬火后,表层碳化物面积分数由4.38%增加到5.99%,碳化物平均粒径由0.15 μm降低到0.13 μm;经二次低温回火后,表层约0.9 mm渗碳层深范围内碳含量梯度和显微硬度梯度得到提高,平均摩擦因数由0%的0.489降低到30%变形量下的0.346,磨损率由27.2×10^-6 mm³·N^-1·m^-1降低到9.1×10^-6 mm³·N^-1·m^-1。表明材料经30%冷轧变形后,由于表层碳化物的面积分数和硬度得到提高,磨粒磨损和疲劳磨损逐渐减轻,使耐磨性得到提高。