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《活塞壓縮機(jī)曲軸斷裂原因分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第16卷第1期江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)Vol.16No.12004年3月JOURNALOFJIANGSUPOLYTECHNICUNIVERSITYMar.2004文章編號(hào)：1005-8893（2004）01-0005-04*活塞壓縮機(jī)曲軸斷裂原因分析趙會(huì)軍，王樹立（江蘇工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系，江蘇常州213016）摘要：某廠活塞壓縮機(jī)曲軸突然斷裂，經(jīng)過應(yīng)力分析與計(jì)算、材質(zhì)分析與材料性能試驗(yàn)、斷口分析和金相組織分析，結(jié)果表明，原始缺陷是該曲軸斷裂的主要原因，而沿軸向和環(huán)向晶間裂紋源是裂紋的起因。并提出曲軸除強(qiáng)度設(shè)計(jì)外，還應(yīng)注意材料的選擇、材料檢查和考慮共振等幾點(diǎn)建議。關(guān)鍵詞
2、：壓縮機(jī)；曲軸；斷裂分析中圖分類號(hào)：TQ052.504；TE966.04文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1問題的提出2.1壓縮機(jī)曲軸基本數(shù)據(jù)某煉廠芳烴車間K302壓縮機(jī)曲軸于2000年曲軸直徑100mm；曲軸飛輪直徑1600mm；12月27日發(fā)生斷裂，斷裂發(fā)生在距轉(zhuǎn)輪端部壓縮機(jī)功率50kW；壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速210r/min；鍵槽200mm處。為查清斷裂原因，以防此類事件再次深6mm；鍵槽寬30mm；初步提供曲軸材料：球發(fā)生，減少經(jīng)濟(jì)損失和影響生產(chǎn)，并對曲軸重新制墨鑄鐵；曲軸結(jié)構(gòu)形式：!型。造提出建議，受廠方委托，對該曲軸進(jìn)行了全面分2.2測量數(shù)據(jù)析。壓縮機(jī)曲軸是壓縮機(jī)主要的傳動(dòng)部件，
3、壓縮機(jī)曲軸直徑100mm；斷口斷面距軸頭端面（平曲軸受力狀態(tài)比較復(fù)雜：受到彎矩、剪力、扭矩等均）約150mm；斷口斷面最低點(diǎn)在鍵槽2/3處，的綜合作用。從制造材質(zhì)來看，壓縮機(jī)曲軸大多由距軸頭端面135mm；斷口斷面最高點(diǎn)與鍵槽成80o鑄鐵（如球墨鑄鐵）、鑄鋼（如鉻鋼）等經(jīng)熱處理角，距軸頭端面170mm；斷口斷面另一高點(diǎn)距軸工藝后制造。受力大小、結(jié)構(gòu)的合理性，熱處理的頭端面166mm；斷口表面凹凸不平，中心部分略工藝以及處理效果的好壞都直接影響曲軸的使用壽有傾斜。如圖1所示。［1］命。一般曲軸的荷載不是很高，因它長期旋轉(zhuǎn)，在一定的周期載荷作用下，又是一個(gè)旋轉(zhuǎn)疲勞
4、問題。因此要查清曲軸斷裂原因，必須從材料性能、受力狀態(tài)、金相組織等多方面做工作。通過對斷裂后曲軸的綜合分析，查清了該壓縮機(jī)曲軸斷裂原因，并提出了用于此類工況下曲軸的材料選取、制圖1斷裂面位置示意圖造工藝以及安裝使用過程中應(yīng)注意的主要問題。斷口宏觀觀察，有明顯的疲勞斷裂擴(kuò)展紋，可以斷定在疲勞斷裂前裂紋擴(kuò)展特別迅速。見圖2。2宏觀檢查及分析斷口邊界有較明顯的多處裂紋源。斷口中心部*收稿日期：2003-10-16作者簡介：趙會(huì)軍（1965-），男，河北保定人，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事油氣管輸技術(shù)及流體過程機(jī)械方面研究。·!·江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)2004年圖2曲軸斷裂斷面示意圖
5、分約占軸橫斷面面積1/4～1/3的瞬時(shí)斷裂區(qū)或靜斷面。瞬時(shí)斷裂區(qū)或靜斷面為脆性斷口。圖3金相組織（×100）從金相組織來看，為鑄造組織，典型胞狀等軸3材料性能及金相組織分析晶體。其組織為δ鐵素體+珠光體，組織正常，但為查清斷裂原因，查清曲軸材料性能是一個(gè)必有沿晶間走向的裂紋。不可少的條件。由上述3.1、3.2、3.3認(rèn)定該曲軸材料為鉻鋼。由《結(jié)構(gòu)鋼手冊》和《石油化工常用國內(nèi)外3.1材料硬度測試及分析金屬材料手冊》各種鉻鋼的化學(xué)成分和機(jī)械性能［2，3］經(jīng)打磨后，在材料表面進(jìn)行硬度測試，結(jié)果如如表2、表3所示。表1所示。表2幾種鉻鋼化學(xué)組成表1硬度測試結(jié)果鋼號(hào)30
6、Cr20Cr34Cr4C0.27～0.340.17～0.240.30～0.37測試點(diǎn)硬度類別平均值Si0.20～0.400.20～0.40≤0.041234Mn0.50～0.800.50～0.800.60～0.90LD529557565566554P≤0.04≤0.04≤0.035HB234276284-263S≤0.04≤0.04≤0.035HV250286282281274Cu≤0.30≤0.300按LD=554硬度值計(jì)算可得!b=928MPa；按Cr0.80～1.100.70～1.000.27～0.34HV=274硬度值查表可得!b=920MPa；按HB
7、=從化學(xué)成分看，我國鉻鋼除鉻、錳外，尚有少263硬度值查表可得!b=898MPa；由CVDA-量銅元素。1984附錄E：!s=3.28HV-221（用于母材），!s表3幾種鉻鋼機(jī)械性能-屈服限，MPa；計(jì)算得!s=677MPa；按HV=鋼號(hào)!b/MPa!s/MPa8%41%"k回火溫度274，由機(jī)械手冊可以查得碳鋼!=961MPa；鉻淬火860℃b882686≥1145≥6鋼!=920MPa；鉻釩鋼!=909MPa；不分鋼種回火500℃bb淬火855℃!b=917MPa。30Cr833539≥1252≥6回火400℃淬火855℃891.8529.2≥1152≥
8、63.2光譜分析回火300℃20Cr8
