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粗轧辊断裂原因分析

粗轧辊断裂原因分析

粗轧辊断裂原因分析

我公司为贵公司生产的热轧带钢粗轧辊在上机使用时断裂。我公司相关技术人员已到现场。经分析,断辊原因是由几方面因素综合作用。

一、由于贵公司轧钢急需轧辊,该轧辊送到后没有经过时效,轧辊本身应力没有消除净,造成断裂。

二、断辊发生时正逢冬季低温天气,基础辊温过低,而该辊直径大,半钢材质导热率又低,在开轧第十至十五支刚时,轧辊外部辊温已达正常轧制温度,而轧辊中心部位尚为初始低温阙云太,此时内外温差最大,形成巨大温度差应力,外部压应力内部拉应力,刚好与轧辊原始应力方向一致并叠加。

三、该大直径轧辊应该有六个月以上的自然时效以充分消除应力,但因生产急需未能采用自然时效。在以上几种因素叠加作用下导致断裂。

建立冬季低温天气时采取措施:

一、新辊上机增加烫辊材数,烫辊时间要合理。

二、保持车间温度,尽量确保基础辊温正常,避免低基础辊温轧辊直接上机。

唐山先隆轧辊实业有限司

齿轮断裂原因分析

齿轮轴断齿原因分析 概况描述:生产上的齿轮轴在使用两个星期后,突然发生断齿,给生产造成了很大的损失。为了弄清楚产生断裂的原因, 1、化学成份分析 C Si Mn S P Cr Mo Al 大0.39 0.31 0.52 0.002 0.06 1.5 0.17 0.85 小0.15 0.25 0.55 0.016 0.013 0.75 0.15 从成份上看,大有材料为38CrMoAl,小的材料为20CrMnMo 2、宏观形貌 大:断口处晶粒粗大稍发亮,为脆性断裂。小:断口处晶粒细小,瓷性灰色断口,为韧性断裂。(如图示)

3、金相组织分析 (1)大的金相组织 100X 40X 0.30m m

200X 齿轮表面的渗氮层厚:0.30mm,渗层组织不均匀,渗层硬度801HV1,表面有数条垂直于表面的微裂纹,裂纹周围组织无脱碳,裂纹长度稍长于渗层。 200X 断裂处的显微组织形貌 200X 中心组织:回火索氏体加屈氏体加条状及半网状铁素体。

(2)小的金相组织 200X 40X 渗层深1.5mm 齿轮渗碳层厚1.5mm,有效硬化层厚0.8mm,表面有数条细小的裂纹沿晶向里延伸,渗层硬度637HV1。 200X 表面渗碳和过渡区组织,表面为高碳马氏体和细小的颗粒状碳化物,

往里为马氏体组织。500X 中心组织:低碳板条马氏体组织。 4、原因分析 (1)大的材料为氮化钢,小的材料为渗碳钢,符合材料的牌号。(2)从金相组织上分析 大的心部组织为回火索氏体加屈氏体加条状、半网状的铁素体,为非正常的调质组织,这是因为淬火时,由于加热温度太低或保温时间太短,使铁素体未能完全溶解,经过淬火、回火后,仍存在于基体中。调质后出现这种组织,属于不良的显微组织。齿轮表面有数条微小的细裂纹,这些裂纹的产生是氮化时,由于氮在铁素体中的扩散速度较大,氮化后铁素体中的氮浓度较高,易形成须状氮化物从而从使氮化层脆性较大。因此渗层组织不均匀(?),致使在使用过程中齿根部受到拉应力的作用而导致脆性断裂。 小的渗碳淬火后心部组织为粗大(?)的板条马氏体组织,综合性能比较好,(为热处理过程中温度失控?),渗碳后表面的碳含量很高,在淬火过程中由于应力过大(是有可能)产生裂纹或微裂纹。出现在粗针马氏体针叶上,与马氏体的惯析面成一定的角度,且相互平行。这种淬火后出现的小裂纹在没有及时回火的情况下,就没法弥补,使疲劳强度和使用寿命降低。表面的这些微小的细裂纹的缺陷的存在致使齿轮在使用的过程中受到拉应力的作用而导致断裂。 5、结论 大:预处理组织不合格导致后序的氮化处理过程中组织应力的作用而产生的裂纹是崩齿的主要原因。

轧辊破坏常见原因分析及对策

轧辊破坏常见原因分析及对策 蔡秀丽李伟薛春福 (承钢集团燕山带钢有限公司,河北承德 067002) 摘要:轧辊破坏乃至断裂,会给企业生产造成极大的损失,本文结合我厂实际描述了几种常见的轧辊破坏形式,并给出了相应解决办法。 关键词:轧辊破坏现象描述解决办法 1前言 承钢热带厂1997年建成投产,生产至今已有10余年,在生产初期经常出现轧辊热裂纹、掉肉、局部破坏、外层剥落、甚至轧辊断裂等事故,轧辊发生故障后一般都需要做换辊处理,不仅增加了岗位作业人员的劳动量,而且降低日历作业率,造成废钢,影响成材率,影响轧机产量,同时更造成巨大的经济损失。通过几年的摸索,对轧辊常见破坏形式进行归纳总结,并给出相应的解决办法。 2轧辊常见破环形式及对策 2.1轧辊断裂 2.1.1热应力断裂 2.1.1.1现象描述 此类断裂多发生在粗轧机,一般在粗轧换辊后开轧10块钢以内,寒冷的冬季出现的几率更大一些。轧辊辊身断层呈径向,起源位于或接近轧辊轴线,断裂面与轧辊轴线垂直,一般发生在辊身中部,如图1所示。 图1:热应力断裂断面形状 2.1.1.2轧辊破坏原因 这种热应力断裂与轧辊表面和轴心处的最大温差有关。过高的温差通常是由于轧辊表面温度升高过快造成的,产生的原因有,轧制过程中轧辊冷却水不足甚至中断,或者轧制钢开始时轧制节奏太快,轧制量过大造成的。有资料表明,在辊役刚开始的临界轧制状态下,辊身表面与轴心之间70℃的温差就可沿轴向产生110Mpa的附加热应力。一旦辊芯中总的轴向拉伸应力超过了材质的极限强度,就会导致突然的热应力断裂破坏。以我厂为例,生产初

期,有一次正值寒冬腊月,室外温度-20℃,厂房内温度较低,备辊正处在风口上,轧辊上线前没有预热,仅烫辊4块,在烫辊效果不好的前提下,温度较低的冷却水很快浇凉辊面,在轧制中与红钢接触,轧辊处于冷热交替中,内外表面温差大。断辊后约10分钟,用手摸断辊边缘,触觉为凉辊,带钢轧制部位的轧辊表面微温,轧辊断口内触觉发凉。同时触摸辊道,则发热或微烫手。排除轧辊铸造缺陷、轧制负荷高等因素后,基本判定为热应力断裂。 2.1.1.3对应措施 ●烫辊要充分,特别是在外界温度较低的冬季,轧辊上线前转移到环境温度较高的位置停放,或者对轧辊做小范围的升温处理,延缓烫辊速度,增加烫辊时间和烫辊材数量,减小热应力的影响。凡是返回的板坯,都要运到粗轧进行烫辊,禁止直接返回。 ●在轧制启动阶段减少轧制量。换辊后开轧30分钟内严格控制轧制节奏,给轧辊充足的内外温度均衡时间。 ●加强轧辊冷却水喷射情况的检查,发现堵塞及时处理,避免轧辊冷却不足。 2.1.2冲击载荷断裂 2.1.2.1现象描述 轧制钢温偏低、有异物轧入、或者轧错规格(导致变形量偏大)等原因出现时,轧件所产生的轧制压力瞬间超过了轧辊本身所能承受的轧辊强度极限所造成的轧辊断裂,断口一般出现在最高应力界面区域,断口颜色为灰白色。一次,我厂在4小时停轧检修后,在轧到第46块钢时发生粗轧断辊,分析原因为轧制节奏太快,在66分钟内轧制了28块钢,超出我厂加热炉的能力,板坯在炉时间短,内部没有完全烧透。另外,虽然明细表上标明为热装料,但因为上午换粗轧辊检修,加热炉尾部和滑钢道上的板坯和随后装入的板坯实际上已经晾凉,成为冷料,这部分板坯需要更长的在炉时间(高的加热温度和更长的加热时间),如果仍按照正常的节奏出钢,这部分板坯在加热段停留时间过短,钢坯内外温度不均,势必造成生芯钢,在轧制过程中给粗轧辊造成损害甚至断裂。 2.1.2.2解决方法 ●岗位操作人员加强责任心,加强日常点检,发现异物及时清除。 ●严格按照作业标准操作,严禁轧制低温钢。 ●在长时间停轧后,上料辊道上热料按冷料设置加热制度,控制出钢节奏,以避免轧制生芯钢。 2.1.3疲劳断裂 2.1. 3.1现象描述 疲劳断裂始于初始裂纹并逐渐发展,产生了一个典型的断面,该裂纹相对光滑,并出现一条临界线,一旦疲劳裂纹达到一定尺寸,便会发生其它部分的自发断裂。此类断口为深褐色,在断面能发现旧痕迹。当出现轧制低温钢、轧线废钢事故、叠轧等情况时初始裂纹可能就生成了。 2.1. 3.2解决方法 ●每次换辊后定期检测(超声波法、涡流法、着色法),及时发现危险的裂纹,并对轧辊进行适度的磨削。 ●其他措施对防止可能出现的局部过载也是必要的,这些措施有:严禁轧低温钢,按辊役周期换辊,防止断带缠绕等轧机事故。 2.2轧辊热裂纹 2.2.1大目格裂纹 2.2.1.1现象描述 这种裂纹与带钢宽度及工作辊与带钢的接触弧度有关。这种裂纹以常见的马赛克形状出现,但与常见的细小热裂纹相比目格尺寸较大,如图2 所示。

齿轮断裂原因分析

概况描述:生产上的齿轮轴在使用两个星期后,突然发生断齿,给生产造成了很大的损失。为了弄清楚产生断裂的原因, 1、化学成份分析 从成份上看,大有材料为38 Cr Mo Al ,小的材料为20 Cr MnMo 2、宏观形貌 大:断口处晶粒粗大稍发亮,为脆性断裂。小:断口处晶粒细小,瓷性灰色断口,为韧性断裂。(如图示) 3、金相组织分析 (1)大的金相组织 100X 40X 200X 齿轮表面的渗氮层厚:0.30mm ,渗层硬度801HV 1,表面有数条垂直于表面的微裂纹,裂纹周围组织无脱碳,裂纹长度稍长于渗层。 200X 断裂处的显微组织形貌

200X 中心组织:回火索氏体加屈氏体加条状及半网状铁素体。 (2)小的金相组织 200X 40X 齿轮渗碳层厚1.5 mm,有效硬化层厚0.8 mm,表面有数条细小的裂纹沿晶向里延伸,渗层硬度637HV1。 200X 表面渗碳和过渡区组织,表面为高碳马氏体和细小的颗粒状碳化物,往里为马氏体组织。500X 中心组织:低碳板条马氏体组织。 4、原因分析 (1)大的材料为氮化钢,小的材料为渗碳钢,符合材料的牌号。(2)从金相组织上分析 大的心部组织为回火索氏体加屈氏体加条状、半网状的铁素体,为非正常的调质组织,这是因为淬火时,由于加热温度太低或保温时间太短,使铁素体未能完全溶解,经过淬火、回火后,仍存在于基体中。调质后出现这种组织,属于不良的显微组织。齿轮表面有数条微小的细裂纹,这些裂纹的产生是氮化时,由于氮在铁素体中的扩散速度较大,氮化后铁素体中的氮浓度较高,易形成须状氮化物从而从使氮化层脆性较大。因此渗层组织不均匀(?),致使在使用过程中齿根部受到拉应力的作用而导致脆性断裂。

石油钻采设备用阀杆断裂失效分析_刘国永

櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡 测试与分析櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡 收稿日期:2014-07-17 基金项目:本项目研究得到上海市科学技术委员会的资助,资助课题编号为12DZ2291700。 作者简介:刘国永(1985-),男,河北人,助理工程师,主要从事失效分析及金属材料理化检测工作。联系电 话:021-********?744,E-mail :lgy040005@163.com 石油钻采设备用阀杆断裂失效分析 刘国永 1,2 (1.上海市机械制造工艺研究所有限公司,上海 200070;2.上海金属材料改性技术研究中心,上海200070) 摘 要:石油钻采设备中的1Cr13阀杆在使用过程中出现卡死、断裂现象。对阀杆的断口及螺纹卡死区域进行了宏观、微观及化学成分分析。结果表明,阀杆的化学成分基本符合要求,阀杆断裂与其强度 不高及局部严重腐蚀有关。 关键词:阀杆;断裂;腐蚀中图分类号:TG115.2文献标识码:A 文章编号:1008-1690(2014)05-0077-04 Analysis on Fracture of Valve Stem of Oil Drilling Equipment LIU Guoyong (1.Shanghai Institute of Machine Building Technology Co.,Ltd.,Shanghai 200070,China ;2.Shanghai Engineering Research Center of Metal Materials Modification ,Shanghai 200070,China ) Abstract :1Cr13steel valve stem of oil drilling equipment deadlocked and fractured in service.The fracture of valve stem and the deadlock zone of thread were subjected to macroscopic ,microscopic and chemical composition analysises.The results show that the chemical composition of valve stem come up to the standard on the whole ,and that the fracture of valve stem arises from its insufficient strength and being locally seriously corroed.Key words :valve stem ;fracture ;corrosion 某厂生产的石油钻采系统用阀杆的闸阀装配情况如图1所示。阀杆最大外径约31.8mm ,总长为325mm ,材质为1Cr13。阀杆螺纹区域经表面氮碳共渗处理,要求厚度0.01 0.025mm ,表面硬度≥900HV 。该阀杆在使用过程中卡死,并在外力扭转下出现断裂。本文通过系统的理化检测分析了阀杆的断裂原因。 1宏观分析 阀杆断裂位置如图1所示。可见断裂发生于阀 杆氮碳共渗部位截面突变区域的根部,阀杆近断口区域表面基本呈黑色,并可见局部有黄褐色的锈蚀状斑点。阀杆近端部配有一直径约12.4mm 的销轴,为阀杆的安全销,销轴一方面与杆套起到连接作用,另一方面在阀杆卡死、过载时其会优先断裂,而断裂阀杆的销轴并未出现断裂现象。 阀杆断口宏观形貌如图2所示,断口直径约24mm ,基本呈横向分布。断面近边缘环周内可见 多个小块状塑变平滑区,呈棘轮状分布,拟为切应力下多源启动的切断所致;断面心部区域较粗糙,可见有扭转流变的条纹分布,断口中心沿扭转方向呈向上凸起状,拟为扭转断裂后期瞬间正应力作用所致。断口整体呈过载性扭转断裂特征,近边缘拟为起始区,心部为终断区。断口附近阀杆表面可见多处黄褐色锈蚀斑区分布,表明阀杆曾受腐蚀性介质影响 。 图1闸阀装配情况及阀杆断裂位置 Fig.1 The gate valve assembly and break point of the valve stem

热轧带钢轧辊破坏原因分析

热轧带钢轧辊破坏原因分析 轧辊包括工作辊和支承辊,是轧机的关键零件之一,装在轧机牌坊窗口当中。在热轧带钢生产中,轧辊的消耗量很大,尤其是工作辊,它始终与红热钢坯直接接触。因此,找出轧辊的损坏原因并做出相应的解决措施,提高轧辊寿命,降低辊耗,是轧机制造商和用户都十分关注的问题。在实际生产过程中,轧辊的破坏形式主要有轧辊磨损、轧辊裂纹、轧辊剥落及轧辊断裂等。 轧辊磨损 轧辊磨损与其他磨损在形成机理上相同。从摩擦学角度来讲,可理解为轧辊宏观和微观尺寸的变化。一般讨论的轧辊磨损,包括宏观磨损和微观磨损,具体表现为轧辊直径的缩小。然而,轧辊磨损在几何和物理条件上与一般磨损又有差别,如轧辊上的某点与轧件周期性接触;轧件上的氧化铁皮作为磨粒进入辊缝;冷却液和润滑液的作用以及热的影响等。因此,在实际工作条件下轧辊磨损的因素很复杂,根据其产生的原因可分为以下几种: (1)机械磨损或摩擦磨损。工作辊与轧件及支撑辊表面相互作用引起的摩擦形成的磨损。 (2)化学磨损。辊面与周围其他介质相互作用,造成表面膜的形成与破坏的结果。 (3)热磨损。在工作状态下,轧辊因高温作用其表面层温度剧烈变化引起的磨损。 1 工作辊磨损 工作辊磨损主要是由工作辊与轧件及工作辊与支撑辊之间的相互摩擦引起的,这种摩擦包括滑动摩擦和滚动摩擦,其磨损主要发生在与轧件相接触的部位。 在生产过程中,由于带钢在轧机间形成活套,以致增大了带钢对上辊的包角,增加了接触面积的压力;带钢上表面再生氧化铁皮的滞留也增加了上辊的磨损,因此,上辊比下辊的磨损量大。由于传动端与电机连接,因振动之故,传动侧的磨损量比换辊侧的大。 2 支承辊磨损 支撑辊磨损主要是与工作辊的相对滑动和滚动造成的。工作辊表面的炭化物颗粒将支撑辊表面的金属微粒磨削下来,使支撑辊产生磨损。其磨损量的大小与轧辊的材质、表面硬度及光洁度、辊间压力横向分布、相对滑动量和滚动距离等因素有关。 实践证明,由于夹带大量氧化铁皮的冷却水作用在辊面,致使下支撑辊工况条件差,从而加速了轧辊的磨损。另外,支承辊的磨损也与上、下支撑辊的辊面硬度有关。 轧辊裂纹 由于多次温度循环产生的热应力造成轧辊逐渐破裂,即裂纹,它是发生在轧辊表面薄层的一种微表面现象。轧制时,轧辊受冷热交替变化剧烈,从而在轧辊表面产生严重应变,逐

弹簧失效的原因分析

弹簧失效的原因分析 弹簧失效的原因分析 一、佛山弹簧分解弹簧永久变形及其影响因素 弹簧的永久变形是弹簧失效的主要原因之一 弹簧的永久变形,会使弹簧的变形或负荷超出公差范围,而影响机器设备的正常工作。 检查弹簧永久变形的方法 1.快速高温强压处理检查弹簧永久变形:是把弹簧压缩到一定高度或全部并紧,然后放在开水中或温箱保持10~60分钟,再拿出来卸载,检查其自由高度和给定工作高度下的工作载荷。 2.长时间的室温强压处理检查弹簧永久变形:是在室温下,将弹簧压缩或压并若干天,然后卸载,检查其自由高度和给定工作高度下的工作载荷。 二、弹簧断裂及其影响因素 弹簧的断裂破坏也是弹簧的主要失效形式之一 弹簧断裂形式可分为;疲劳断裂,环境破坏(氢脆或应力腐蚀断裂)及过载断裂。 弹簧的疲劳断裂: 弹簧的疲劳断裂原因:属于设计错误,材料缺陷,制造不当及工作环境恶劣等因素。 疲劳裂纹往往起源于弹簧的高应力区,如拉伸弹簧的钩环、压缩弹簧的内表面、压缩弹簧(两端面加工的压缩弹簧)的两端面。 受力状态对疲劳寿命的影响 (a)恒定载荷状态下工作的弹簧比恒定位移条件下工作的弹簧,其疲劳寿命短得多。 (b)受单向载荷的弹簧比受双向载荷的弹簧的疲劳寿命要长得多。 (c)载荷振幅较大的弹簧比载荷振幅较少的弹簧的疲劳寿命要短得多。 腐蚀疲劳和摩擦疲劳 腐蚀疲劳:在腐蚀条件下,弹簧材料的疲劳强度显著降低,弹簧的疲劳寿命也大大缩短。 摩擦疲劳:由于摩擦磨损产生细微的裂纹而导致破坏的现象叫摩擦疲劳。 弹簧过载断裂 弹簧的外加载荷超过弹簧危险截面所有承受的极限应力时,弹簧将发生断裂,这种断裂称为过载断裂。 过载断裂的形式 (a)强裂弯曲引起的断裂; (b)冲击载荷引起的断裂; (c)偏心载荷引起的断裂 佛山弹簧后处理的缺陷原因及防止措施 缺陷一:脱碳 对弹簧性能影响:疲劳寿命低 缺陷产生原因:1、空气炉加热淬火未保护气2、盐浴脱氧不彻底 防止措施:1、空气炉加热淬火应通保护气或滴有机溶液保护:盐浴炉加热时,盐浴应脱氧,杂质BAO质量分数小于0.2%。2、加强对原材料表面质量检查 缺陷二:淬火后硬度不足

钢丝断裂原因分析

钢丝断裂原因分析

一、夹杂物引起断裂 线材中非金属夹杂物的存在,破坏了组织的连续性,起到了一个显微裂纹的作用。当受到外力作用时,在夹杂物的顶端首先产生附加的应力集中。尤其在原奥氏体晶粒交界处出现的大块状、条状或片状碳化物,这些异常碳化物在材料冷变形时,严重地阻塞了位错的移动,致使该处产生应力集中。当应力集中达到一定大小时便会使碳化物开裂,或在碳化物与基体交界处产生裂纹。当裂纹达到失稳状态尺寸,地瞬时产生断裂。 非金属夹杂物的多少是衡量帘线钢质量高低的一个重要因素。在用SEM对断口进行分析的过程中,经常发现非金属夹杂物。在典型的杯锥状断口上有时候就能发现夹杂物,SEM表明大多为三氧化二铝夹杂或其它高熔点脆性夹杂物。其避免主要是通过精炼,使夹杂物变为塑性低熔点夹杂物。 脆性夹杂物是引起钢丝断裂的重要原因之一,而夹杂物引起断裂分为以下几种形势: 1、夹杂物与钢基体之间界面脱开 拉伸过程中,在夹杂物周围的局部加剧了应力集中;裂纹优先在与拉应力垂直的夹杂物与基体的界面产生并沿着夹杂物与钢基体界面扩展,致使夹杂物与基体界面脱开。 2、夹杂物本身开裂

由于脆性较矮杂物本身具有缺陷,在拉伸过程中,在缺陷处产生严重的应力集中,由于局部应力升高而导致夹杂物本身开裂。; 3、混合开裂 钢中非金属夹杂物的形状、分布是没有规律的,因此夹杂物在钢中引起裂纹也是随机性的,取决于夹杂物的性质、尺寸、形状及分布,对于同类型的夹杂物,由于形状、分布和受力方向不同,往往产生断裂的情况也不尽相同,有时两种断裂方式同时存在,有时两种断裂方式交替进行。4、沿两种不同类型夹杂物的相界开裂 钢中经常出现几种夹杂物相共生在一起的复合夹杂物,由于各类夹杂物之间的力学性能和物理性质不同,相界结合力较弱,在拉应力作用下容易从相界开裂。 二、偏析引起的钢丝断裂 在一定程度上,中心偏析对钢丝拉断的危害必脆性夹杂物。因为偏析在更大程度上影响了钢丝的延伸性,从而使塑性变形不能在存在偏析的地方产生。在钢丝最初的拉拔过程中偏析导致小的裂纹的出现,等进入了最终拉拔时就导致了人字形断口(chevroncracks) 在连铸过程中减少中心偏析的途径有以下几个: 1、中心偏析随着中包过热度的降低而降低,因此中包的钢液温度应该尽可能的低;

阀门泄露原因分析及处理方法大全

阀门常见问题及处理方法大全 阀门泄露的处理方法 在日常生活中,受到环境和各种因素的影响,阀门在使用过程中会出现泄漏的现象。 一、阀体和阀盖的泄漏: 原因: 1.铸铁件铸造质量不高,阀体和阀盖体上有砂眼、松散组织、夹渣等缺陷 2.天冷冻裂; 3.焊接不良,存在着夹渣、未焊接,应力裂纹等缺陷; 4.铸铁阀门被重物撞击后损坏。 维护方法: 1.提高铸造质量,安装前严格按规定进行强度试验; 2.对气温在0°和0°以下的阀门,应进行保温或拌热,停止使用的阀门应排除积水 3.由焊接组成的阀体和阀盖的焊缝,应按有关焊接操作规程进行,焊后还应进行探伤和强度试验; 4.阀门上禁止推放重物,不允许用手锤撞击铸铁和非金属阀门,大口径阀门的安装应有支架。 二、填料处的泄露(阀门的外漏,填料处占的比例为最大) 原因: 1.填料选用不对,不耐介质的腐蚀,不耐阀门高压或真空、高温或低温的使用; 2.填料安装不对,存在着以小代大、螺旋盘绕接头不良、上紧下松等缺陷; 3.填料超过使用期,已老化,丧失弹性 4.阀杆精度不高,有弯曲、腐蚀、磨损等缺陷 5.填料圈数不足,压盖未压紧; 6.压盖、螺栓、和其他部件损坏,使压盖无法压紧; 7.操作不当,用力过猛等; 8.压盖歪斜,压盖与阀杆间空隙过小或过大,致使阀杆磨损,填料损坏。 维护方法: 1.应按工况条件选用填料的材料和型式;

2.按有关规定正确的安装填料,盘根应逐圈安放压紧,接头应成30℃或45℃; 3.使用期过长、老化、损坏的填料应及时更换; 4.阀杆弯曲、磨损后应进矫直、修复,对损坏严重的应及时更换; 5.填料应按规定的圈数安装,压盖应对称均匀地把紧,压套应有5mm以上的预紧间隙;6.损坏的压盖、螺栓及其他部件,应及时修复或更换; 7.应遵守操作规程,除撞击式手轮外,以匀速正常力量操作; 8.应均匀对称拧紧压盖螺栓,压盖与阀杆间隙过小,应适当增大其间隙;压盖与阀杆间隙 过大,应予更换。 三、密封面的泄漏 原因: 1、密封面研磨不平,不能形成密合线; 2、阀杆与关闭件的连接处顶心悬空、不正或磨损; 3、阀杆弯曲或装配不正,使关闭件歪斜或不逢中; 4、密封面材质量选用不当或没有按工况条件选用阀 维护方法: 1、按工况条件正确选用颠垫片的材料和型式; 2、精心调节,平稳操作; 3、应均匀对称地拧螺栓,必要时应使用扭力扳手,预紧力应符合要求,不可过大或小。法兰和螺纹连接处应有一定的预紧间隙; 4、垫片装配应逢中对正,受力均匀,垫片不允许搭接和使用双垫片; 5、静密封面腐蚀、损坏加工、加工质量不高,应进行修理、研磨,进行着色检查,使静密封面符合有关要求; 6、安装垫片时应注意清洁,密封面应用煤油清,垫片不应落地。 四、密封圈连结处的泄漏 原因: 1、密封圈辗压不严

螺栓断裂原因分析

螺栓断裂原因分析 螺栓的抗拉强度比想象中强得多,以一只M20×80的8.8级高强螺栓为例,它的重量只有0.2公斤,而它的最小拉力载荷是20吨,高达它自身重量的十万倍,一般情况下,我们只会用它紧固几十公斤的部件,只使用它最大能力的千分之一。即便是设备中其它力的作用,也不可能突破部件重量的千倍,因此螺栓的抗拉强度是足够的,不可能因为螺栓的强度不够而损坏。 很多螺栓断裂的最终分析认为是超过螺栓的疲劳强度而损坏,但是螺栓在横向振松实验中只需一百次即可松动,而在疲劳强度实验中需反复振动一百万次才会损坏。换句话说,螺栓在使用其疲劳强度的万分之一时即松动了,我们只使用了螺栓能力的万分之一,所以说螺栓的损坏也不是因为螺栓疲劳强度。 静态紧固用螺栓很少会自行松动,也很少出现断裂情况。但是在冲击,振动,变载荷情况下使用的螺栓就会出现松动和断裂的情况。 所以我认为螺栓损坏的真正原因是松动。螺栓松动后,螺纹和连接件之间产生微小间隙,冲击和振动会产生巨大的动能mv^2,这种巨大的动能直接作用于螺栓,受轴向力作用的螺栓可能会被拉断。受径向力作用的螺栓可能会被剪断。 因此设计时,对于关键的运动部位的连接紧固要注意防松设计。 自锁螺母尼龙锁紧螺母以上为两种形式的锁紧螺母。 对于弹簧垫片的放松效果,一直存在争议。 弹簧垫圈的放松原理是在把弹簧垫圈压平后,弹簧垫圈会产生一个持续的弹力,使螺母和螺栓连接副持续保持一个摩擦力,产生阻力矩,从而防止螺母松动。同时弹簧垫圈开口处的尖角分别嵌入螺栓和被连接件的表面,从而防止螺栓相对于被连接件回转。

以M16螺栓连接为例,实验显示用约10N.m的螺栓预紧力矩就可以将16弹簧垫圈完全压平。弹簧垫圈只能提供10N.m的弹力,而10N.m的弹力对于280N.m的螺栓预紧力矩来说可以忽略,其次,这么小的力,不足以使弹簧垫圈切口处的尖角嵌入螺栓和被连接件表面。折卸后观察,螺栓和被连接件表面都没有明显的嵌痕。所以,弹簧垫圈对螺栓的防松作用可以忽略。另外,在螺栓与被连接件之间增加一个垫圈,如果垫圈质量有问题,相当于给螺栓连接又增加了一个安全隐患。

轧辊失效方式及其原因分析

轧辊失效方式及其原因分析 轧机在轧制生产过程中,轧辊处于复杂的应力状态。热轧机轧辊的工作环境更为恶劣:轧辊与轧件接触加热、轧辊水冷引起的周期性热应力,轧制负荷引起的接触应力、剪切应力以及残余应力等。如轧辊的选材、设计、制作工艺等不合理,或轧制时卡钢等造成局部发热引起热冲击等,都易使轧辊失效。 轧辊失效主要有剥落、断裂、裂纹等形式。任何一种失效形式都会直接导致轧辊使用寿命缩短。因此有必要结合轧辊的失效形式,探究其产生的原因,找出延长轧辊使用寿命的有效途径。 1 、轧辊剥落(掉肉) 轧辊剥落为首要的损坏形式,现场调查亦表明,剥落是轧辊损坏,甚至早期报废的主要原因。轧制中局部过载和升温,使带钢焊合在轧辊表面,产生于次表层的裂纹沿径向扩展进入硬化层并多方向分枝扩展,该裂纹在逆向轧制条件下即造成剥落。 1.1 支撑辊辊面剥落 支撑辊剥落大多位于轧辊两端,沿圆周方向扩展,在宽度上呈块状或大块片状剥落,剥落坑表面较平整。支撑辊和工作辊接触可看作两平行圆柱体的接触,在纯滚动情况下,接触处的接触应力为三向压应力。在离接触表面深度为 0.786b 处 ( b 为接触面宽度之半 ) 剪切应力最大,随着表层摩擦力的增大而移向表层。 疲劳裂纹并不是发生在剪应力最大处,而是更接近于表面,即在 Z 为 0.5b 的交变剪应力层处。该处剪应力平行于轧辊表面,据剪应力互等定理,与表面垂直的方向同样存在大小相等的剪应力。此力随轧辊的转动而发生大小和方向的改变,是造成接触疲劳的根源。周期交变的剪切应力是轧辊损坏最常见的致因。在交变剪切应力作用下,反复变形使材料局部弱化,达到疲劳极限时,出现裂纹。另外,轧辊制造工艺造成的材质不均匀和微型缺陷的存在,亦有助于裂纹的产生。若表面冷硬层厚度不均,芯部强度过低,过渡区组织性能变化太大,在接触应力的作用下,疲劳裂纹就可能在硬化过渡层起源并沿表面向平行方向扩展,而形成表层压碎剥落。 支撑辊剥落只是位于辊身边部两端,而非沿辊身全长,这是由支撑辊的磨损型式决定的。由于服役周期较长,支撑辊中间磨损量大、两端磨损量小而呈 U 型,使得辊身两端产生了局部的接触压力尖峰、两端交变剪应力的增大,加快了疲劳破坏。辊身中部的交变剪应力点,在轧辊磨损的推动作用下,逐渐往辊身内部移动至少 0.5mm ,不易形成疲劳裂纹;而轧辊边部磨损较少,最大交变剪应力点基本不动。在其反复作用下,局部材料弱化,出现裂纹。 轧制过程中,辊面下由接触疲劳引起的裂纹源,由于尖端存在应力集中现象,从而自尖端以与辊面垂直方向向辊面扩展,或与辊面成小角度以致呈平行的方向扩展。两者相互作用,随着裂纹扩展,最终造成剥落。支撑辊剥落主要出现在上游机架,为小块剥落,在轧辊表面产生麻坑或椭球状凹坑,分布于与轧件接触的辊身范围内。有时,在卡钢等情况下,则出现沿辊身中部轴向长达数百毫米的大块剥落。 1.2 工作辊辊面剥落 工作辊剥落同样存在裂纹产生和发展的过程,生产中出现的工作辊剥落,

气门断裂的原因

一、船舶柴油机排气阀故障的原因分析 1、排气阀的工作条件 船舶柴油机中排气阀的工作条件十分恶劣,气阀底面与高温燃烧产物直接接触,在气阀开启期间还承受着高温(900~1000°C)和具有腐蚀性气体的高速(达600m/s)冲刷,气阀中心温度高达700~800°C,在阀盘与阀杆过渡圆弧中段,温度也有600~700°C,排气阀工作温度分布如图1-1所示。过高的温度会使金属材料的机械性能降低,材料发生热变形。当阀面密封不严时,就会引起高温燃气对阀面的烧损。气阀落座时,阀与阀座的惯性力和弹簧作用力的共同作用下,还承受着相当大的冲击性交变载荷,在气阀出现跳动或气阀间隙增大时,这种载荷会明显增加。阀与阀座的撞击,容易形成密封面的变形和严重的磨损。因船用柴油机绝大部分多为增压柴油机,由于进气道内的新鲜空气压力阻止了从气阀导管中获得滑油的可能,因此,金属之间易发生干摩擦。但在一般柴油机的气阀以及增压柴油机的排气阀座合金面间总会布有一层滑油或烟油等润滑物。此外,阀杆与导管间也会发生磨损,阀杆顶端受摇臂的撞击与磨损。 图1

2、附加因素的影响 由于燃油价格不断上涨,航运市场竞争激烈,船东为了降低成本来达到提高竞争能力、获得更多利润的目的,均使用低价、劣质的燃油。这些燃油的粘度高,滞燃期长,而且钒、钠和硫的含量比较高。这种燃油在柴油机中燃烧时,渣油中所含的排放物(燃料灰份)仅仅有一部分与排出的气体一起离开机器,而剩余部分仍然留在发动机内一些高温(497?797°C)的零件上。例如,排气阔和活塞顶,形成沉积,造成所谓的“高温腐蚀”。到目前为止,还没有经济上合理的工艺过程能从渣油中除去腐蚀元素,连高级合金钢和堆焊排气阀钢也受到燃油的腐蚀。 在柴油机运行中违反用车保养规定,低温启动柴油机,低温强迫加载,柴油机气缸燃烧温度急剧变化,在柴油机负载状态下,急剧变换手柄位,使柴油机气缸燃烧状态恶化,大量雾化不良的粗大重油粒子喷入气缸,造成严重的后燃及不完个燃烧,严重积炭使排气阀的阀线表面也被积炭污染,甚至造成主机的起动困难,这就成为下次主机开车不久后的油头及排气阀故障的隐患,因此这些操纵、保养柴油机的不良习惯也是引发柴油机气阀故障的因素。 二、排气阀常见故障分析 1、排气阀烧损 排气阀烧损是排气阀最常见故障。主要原因是排气阀密封不严,造成高温燃气泄漏,使该处严重过热,甚至熔穿金属材料。造成排气阀密封不良的原因主要有以下几点:⑴由于阀盘不同部位的形状、厚度不同,受热、散热条件不同,阀盘圆周上的温度分布不均匀,中心温度高于周边温度,造成气阀阀盘径向上的温度差,过大的温差将造成阀盘的变形从而导致漏气的产生。⑵船用燃油中含有的杂质在经过燃烧室内的各种复杂热过程后在排气阀阀盘及阀座密封锥面沉积成一层混有碳粒的玻璃状较硬较脆物质,其内混有硫酸钠、硫酸钙、氧化铁等物质。当此层玻璃状沉积物沉积厚度过大时,在闭阀时的撞击力下会发生裂纹,反复撞击后进而发展成剥落,从而形成高温燃气喷出通道使气阀烧损。⑶普通排气阀密封锥面在工作温度下硬度并不是很高,沉积的硬质燃烧产物颗粒在闭阀的撞击下,可使密封面出现凹坑,从而形成漏气。 2、排气阀高温腐蚀 目前在航运市场上普遍使用的劣质燃油中含有大量钒、钠和硫等元素。在燃烧过程中.硫、钒和钠等元素形成氧化硫、五氧化二钒和氧化钠等(这些氧化物的化学成份取决于过量氧气和燃烧温度)。氧化物之间要发生反应,而且还要与滑油中的钙反应,形成低熔点的盐类,有硫酸钠,硫酸钙和不同成份的钒酸钠等。这些盐类混合物熔点一般为535°C 左右,同时具有较强的腐蚀性。当零件温度在550°C 以上时,足以使钒、钠化台物处于熔化状态,附着于零件表面。当排气阀在工作中时,由于排气原因(气阀温度可达650?800°C 以上),使它以液态形成沉积在阀盘及阀座以及阀杆与阀面的过渡表面上。这时即使是非常耐腐蚀的硬质合金钢也会受到腐蚀,腐蚀结果在密封锥面上形成麻点、凹坑.凹坑相连就可能造成漏气。由于上述腐蚀是高温条件下产生的,所以称之为“高温腐蚀”。 在上述高温腐蚀的有害元素中以钒的危害性为最大。 3、气阀密封锥面磨损过快 在燃烧室内的爆发压力作用下阀座与阀盘都发生弹性变形,气阀落座撞击也会造成阀座及阀盘的弹性变形,这样会使阀盘锥面反复楔入时,密封锥面产生相对运动,造成密封锥面磨损。气阀间隙过大,阀盘与阀座刚度不足,气阀与阀座材料性能达不到要求或不匹配,重油中含有较多的钒、钠、硫等有害元素,高负荷运行或燃烧恶化,冷却不良,阀杆与导管间隙过大,气阀机构振动使气阀落座速度过大等,都能使磨损速率增大。 4、阀盘与阀杆断裂 在阀盘与阀杆的过渡圆角处和阀杆装设卡块的凹槽处,由于这些部位应力容易集中,当应力集中到一定程度,就会发生疲劳断裂破坏。造成断裂的原因有:阀杆与导管的间隙过大;阀盘与阀座的变形使局部受力过大;气阀间隙过大,敲击严重疲劳破坏;气阀机构的振动。阀杆装设卡块的凹槽处是气阀的最薄弱部位,若该处凹槽加工工艺不良或闭阀冲击力较重也会产生疲劳断裂。 5、气阀卡死 气阀卡死主要是因为气阀阀杆和导管之间间隙过小,当受热膨胀后二者间隙过盈发生卡死现象。另一方面,当阀杆发生弯曲变形时也会使阀杆卡死在导管中。 6、气阀弹簧断裂

轧辊失效方式及其原因分析

轧辊失效方式及其原因分析 摘要:介绍了轧辊存在剥落、断裂、裂纹等几种失效方式,并重点分析了轧辊剥落和断裂产生的机理,为分析生产实践中轧辊失效原因和采取相应改进措施以提高轧辊使用寿命提供了依据。 关键词:轧辊;失效原因;剥落;断裂;裂纹 1 前言 轧机在轧制生产过程中,轧辊处于复杂的应力状态。热轧机轧辊的工作环境更为恶劣:轧辊与轧件接触加热、轧辊水冷引起的周期性热应力,轧制负荷引起的接触应力、剪切应力以及残余应力等。如轧辊的选材、设计、制作工艺等不合理,或轧制时卡钢等造成局部发热引起热冲击等,都易使轧辊失效。 轧辊失效主要有剥落、断裂、裂纹等形式。任何一种失效形式都会直接导致轧辊使用寿命缩短。因此有必要结合轧辊的失效形式,探究其产生的原因,找出延长轧辊使用寿命的有效途径。 2 轧辊的失效形式 2.1 轧辊剥落 轧辊剥落为首要的损坏形式,现场调查亦表明,剥落是轧辊损坏,甚至早期报废的主要原因。轧制中局部过载和升温,使带钢焊合在轧辊表面,产生于次表层的裂纹沿径向扩展进入硬化层并多方向分枝扩展,该裂纹在逆向轧制条件下即造成剥落。 2.1.1支撑辊辊面剥落支撑辊剥落大多位于轧辊两端,沿圆周方向扩展,在宽

度上呈块状或大块片状剥落,剥落坑表面较平整。支撑辊和工作辊接触可看作两平行圆柱体的接触,在纯滚动情况下,接触处的接触应力为三向压应力,如图1所示。在离接触表面深度(Z)为0.786b处(b为接触面宽度之半)剪切应力最大,随着表层摩擦力的增大而移向表层。 图1 滚动接触疲劳破坏应力状态 疲劳裂纹并不是发生在剪应力最大处,而是更接近于表面,即在Z为0.5b的交变剪应力层处。该处剪应力平行于轧辊表面,据剪应力互等定理,与表面垂直的方向同样存在大小相等的剪应力。此力随轧辊的转动而发生大小和方向的改变,是造成接触疲劳的根源。周期交变的剪切应力是轧辊损坏最常见的致因。在交变剪切应力作用下,反复变形使材料局部弱化,达到疲劳极限时,出现裂纹。另外,轧辊制造工艺造成的材质不均匀和微型缺陷的存在,亦有助于裂纹的产生。若表面冷硬层厚度不均,芯部强度过低,过渡区组织性能变化太大,在接触应力的作用下,疲劳裂纹就可能在硬化过渡层起源并沿表面向平行方向扩展,而形成表层压碎剥落。 支撑辊剥落只是位于辊身边部两端,而非沿辊身全长,这是由支撑辊的磨损型式决定的。由于服役周期较长,支撑辊中间磨损量大、两端磨损量小而呈U 型,使得辊身两端产生了局部的接触压力尖峰、两端交变剪应力的增大,加快了疲劳破坏。辊身中部的交变剪应力点,在轧辊磨损的推动作用下,逐渐往辊身内

断裂分析报告

M10-45H 内六角紧定螺钉 断裂分析 据客户反映,由本公司供应的M10-45H 紧定螺钉,安装过程中发生故障。 现状:M10-45H 内六角紧定螺钉,在密封锁紧螺母安装过程中发生断裂; 安装过程:在部件上指定部位使用43~48N.m 扭矩旋入紧定螺钉(作为限位螺钉使用),然后,在紧定螺钉露出端使用43~48N.m 的终拧扭矩旋入密封锁紧螺母并拧紧,防止螺钉与基体之间的间隙造成介质渗漏。 一,失效件检测分析: 1,断口形貌宏观观察: 断面基本与轴线垂直,颜色灰色,颗粒细小均匀;放大10倍进行观测,未见目测可见原始裂纹。 2,机械性能检测: 3,金相检测分析: 沿轴线使用线切割方式制样,检测了纵向剖面的金相组织。如下图图1和图2。 图1 芯部金相x500 芯部金相组织:回火马氏体+回火屈氏体 图2 螺纹金相x200 螺纹部位金相:无脱碳层或渗碳层 4,化学成分分析: 合金钢SCM435: 0.35%C, 0.21%Si, 0.70%Mn, 0.013%P, 0.007%S, 1.04%Cr, 0.185%Mo 符合GB3098.3对45H 级螺钉的材质要求。 失效件检测分析表明,该产品机械性能和使用材料完全符合GB3098.3标准要求 二,断裂原因分析: 对失效件的机械性能检测、金相组织检测、化学成分检测结果表明,产品完全符合标准规范。 对照标准GB/T 3098.3-2000,在标准条文内第一章,标准范围,对该产品的描述,第一段有明确:本标 准 规 定了由碳钢或合金钢制造的、在环境温度为10-35℃条件下进行试验时,螺纹公称直径为1.6- 24m m 的紧定螺钉及类似的不受拉应力的紧固件机械性能。如下截图:

钢锭_坯_在轧制过程中出现翘皮及断裂等常见缺陷的原因分析和防止途径

甘肃冶金 2001年3月 第1期钢锭(坯)在轧制过程中出现翘皮及断裂等常见缺陷的原因分析和防止途径 贾 静 (兰州钢铁公司 甘肃省 兰州市 730020) 摘 要 分析了钢锭(坯)轧制过程中出现翘皮、裂纹、断裂等常见缺陷的原因,并且提出了解决问题的途径。 关键词 分析解决 缺陷 途径 1 前言 钢锭(坯)在轧制过程中会出现翘皮、裂缝、断裂等多种缺陷而致废。由于种种原因,90年代初以来,特别是近几年里,钢锭(坯)轧裂和翘皮的数量骤然上升并有居高不下之势。为此,我们将近几年来发生的钢锭(坯)轧废情况统计分析结果列于表1(数据以每年退换钢锭的数量为依据)。 表1 钢锭(坯)轧裂退换统计表 年 份钢 种废品数量致 废 原 因小 时(t) 1995 1996 1997 1998 1999Q195—Q235沸钢258钢锭重接19.08t,翘皮、断裂Q235镇静钢—  Q195—Q235沸钢118翘皮、断裂 150220M nSi连铸坯70夹杂、断裂 20M nSi钢47断裂 Q195—Q235沸钢44翘皮、断裂 150220M nSi连铸坯80夹杂、断裂 1502Q235连铸坯40脱方 Q235镇静钢100纵裂纹、发纹 Q195—Q235沸钢220翘皮、断裂 Q235镇静钢110裂纹、断裂 Q195—Q235沸钢20断裂、裂口 Q235镇静钢240纵裂纹、裂口、断裂 258 235 264 330 260 9 收稿日期:2000-12-28

表1的统计结果表明: 早期镇静钢锭质量比沸腾钢锭的好,但近两年来质量有下滑趋势。 钢锭(坯)在轧制过程中退废的主要缺陷是翘皮、裂纹和断裂。平均每年退换钢锭293t ,由此造成的经济损失30余万元。 根据金属学和钢的热塑性变形原理,结合现场生产的实际情况,作者对这些缺陷的成因从炼钢工艺和轧钢工艺两方面进行分析。2 炼钢工艺对钢锭质量的影响2.1 化学成分的影响 对于碳素结构钢来讲,就元素影响而言造成轧制过程中出现裂纹、断裂极为有关的元素有S 、M n 、P 、Cu 。2.1.1 元素S 、M n 的影响及S 的“ 热脆”缺陷对大量轧裂钢锭化学成分的分析结果表明,元素S 的超标准上限及元素Mn 的低标准下限是钢锭轧裂的重要原因。 高硫钢锭经轧制后通身四面都有严重裂缝,有时只经过粗轧几道就断成碎块。其致废的机理是:S 是生铁或燃料中天然存在的杂质,由于S 在固态Fe 中的溶解度很小,几乎不能溶解。它在钢中以FeS 的形式存在,而FeS 和Fe 易形成熔点较低(仅有985℃)的共晶体,当钢在1100~1200℃进行热加工时,分布于晶界的低熔点共晶体固熔化而导致开裂,这就是通常所说的S 的“热脆”现象。在冶炼中为了清除S 的有害作用,必须增加钢中的含M n 量,使Mn 与S 优先形成高熔点的M nS,其熔点高达1620℃而且呈粒状分布于晶粒中,从而可以有效地防止或避免S 在钢中的“热脆”现象。2.1.2 元素P 的影响及P 的“冷脆”缺陷 通常,元素P 超标的钢锭在热轧过程中不出现裂纹或断裂,但成品坯(材)冷却至室温就会发生“冷脆”现象,在远远小于钢材力学指标力的作用下就发生脆断。 其机理是:室温下钢中的P 可全部溶于钢的铁素体中,使钢的强度、硬度增加,塑性、韧性显著降低。这种钢坯(材)的“冷脆”现象在我厂的生产中偶有发生。2.1.3 元素Cu 的影响及富Cu 轧制的网状裂纹 1997年10月,我厂轧制的Q 235镇静钢68方坯有两批总重量101.36t 成品钢坯表面出现了严重的裂纹,其症状如图1所示,可见钢坯通身有网状裂纹。经取样做成分分析发现Cu 含量在0.6%~0.8%,严重超标。 图1 富铜轧制的网状裂纹 元素Cu 超标造成钢锭热轧开裂的原因是:由于西域废钢资源的特点,含Cu 量有时较高。当钢中含Cu 量超过0.4%且它在加热炉中的氧化性气氛中较长时间加热时,由于选择性氧化的结果,在钢的表面氧化铁皮下会富集一薄层熔点低于1100℃的富Cu 合金,这层合金在约1100℃时熔化并浸蚀钢的表层,使钢在热加工时开裂并多形成网状裂纹。 因此,在技术标准中对碳素结构钢中残余铜元素的含量有明确规定,应该不高于0.3%。2.2 炼钢脱氧操作及浇注工艺的影响 我厂轧制钢锭从脱氧方式上分沸腾钢和镇静钢。由于钢液脱氧方式及结晶热力学的条件10

螺栓断裂原因分析

螺栓断裂原因的分析 一般情况下,我们对于螺栓断裂从以下四个方面来分析: 第一、螺栓的质量 第二、螺栓的预紧力矩 第三、螺栓的强度 第四、螺栓的疲劳强度 实际上,螺栓断裂绝大多数情况都是因为松动而断裂的,是由于松动而被打坏的。因为螺栓松动打断的情况和疲劳断裂的情况大体相同,最后,我们总能从疲劳强度上找到原因,实际上,疲劳强度大得我们无法想象,螺栓在使用过程中根本用不到疲劳强度。 一、螺栓断裂不是由于螺栓的抗拉强度: 以一只M20×80的8.8级高强螺栓为例,它的重量只有0.2公斤,而它的最小拉力载荷是20吨,高达它自身重量的十万倍,一般情况下,我们只会用它紧固20公斤的部件,也只使用它最大能力的千分之一。即便是设备中其它力的作用,也不可能突破部件重量的千倍,因此螺纹紧固件的抗拉强度是足够的,不可能因为螺栓的强度不够而损坏。 二、螺栓的断裂不是由于螺栓的疲劳强度: 螺纹紧固件在横向振松实验中只需一百次即可松动,而在疲劳强度实验中需反复振动一百万次。换句话说,螺纹紧固件在使用其疲劳强度的万分之一时即松动了,我们只使用了它大能力的万分之一,所以说螺纹紧固件的松动也不是因为螺栓疲劳强度。 三、螺纹紧固件损坏的真正原因是松动: 螺纹紧固件松动后,产生巨大的动能mv2,这种巨大的动能直接作用于紧固件及设备,致使紧固件损坏,紧固件损坏后,设备无法在正常的状态下工作,进一步导致设备损坏。 受轴向力作用的紧固件,螺纹被破坏,螺栓被拉断。 受径向力作用的紧固件,螺栓被剪断,螺栓孔被打成橢圆。 四、选用防松效果优异的螺纹防松方式是解决问题的根本所在: 以液压锤为例。GT80液压锤的重量是1.663吨,其侧板螺栓为7套10.9级M42螺栓,每根螺栓的抗拉力为110吨,预紧力取抗拉力一半计算,预紧力高达三、四百吨。但是螺栓一样会断,现在准备改成M48的螺栓,根本原因是螺栓防松解决不了。 螺栓断裂,人们最容易得出的结论是强度不够,因而大都采用加大螺栓直径强度等级的办法。这种办法可以增加螺栓的预紧力,其摩擦力也得到了增加,当然防松效果也可以得到改善,但这种办法其实是一种非专业的办法,它的投入太大,收益太小。 总之,螺栓是:“不松不断,一松就断。”

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