沖床曲軸斷裂分析

沖床運(yùn)行轉(zhuǎn)速約為54r/min，服役約半年后曲軸發(fā)生斷裂。斷裂發(fā)生在曲拐的軸頸處，該處直徑為130mm。

該斷口表現(xiàn)較典型的疲勞斷口形貌。即有三個(gè)區(qū)域:箭頭所指的疲勞源區(qū)、呈現(xiàn)海灘波紋(貝紋)狀的疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)以及粗糙的瞬時(shí)最終破斷區(qū)。

疲勞源區(qū)為一個(gè)以疲勞核心為焦點(diǎn)的非常光滑、細(xì)密、海灘花樣不明顯的狹小區(qū)域。這是裂紋在該區(qū)擴(kuò)展速度很慢而且反復(fù)張開(kāi)、閉合使斷面磨光的緣故。

疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)有貝紋線。這種花樣的推進(jìn)線標(biāo)志著部件在交變應(yīng)力下斷口上留下的痕跡。斷口表面由于多次反復(fù)擠壓、摩擦，使該區(qū)域變得較光滑，有的甚至像細(xì)瓷狀。貝紋線一般從裂紋源開(kāi)始，向四周推進(jìn)呈弧形，它垂直于疲勞裂紋擴(kuò)展方向。

瞬時(shí)斷裂區(qū)是疲勞達(dá)到臨界尺寸發(fā)生快速破斷區(qū)域。它相似于靜載拉伸斷口中放射區(qū)和剪切唇區(qū)，十分粗糙。對(duì)于脆性材料，該區(qū)為結(jié)晶狀脆性斷口。由于該區(qū)是最后斷裂區(qū)，因此可推斷部件斷裂前的受載應(yīng)力大小，即該區(qū)占比例小時(shí)，載荷相對(duì)也小，此時(shí)軸瞬斷區(qū)面積較小。

進(jìn)一步分析可看到:疲勞源區(qū)與瞬時(shí)斷裂區(qū)相對(duì)而且偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，且均處于邊緣，這些均表明為旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞斷口。

再?gòu)臄嗝媾c軸線的關(guān)系考察。斷口的疲勞源區(qū)，一部分疲勞擴(kuò)展區(qū)(約斷口的3/5)均與軸線垂直，而另一部分?jǐn)U展區(qū)以及瞬斷區(qū)與軸線約成45°。這后一部分又表現(xiàn)出扭轉(zhuǎn)疲勞斷口形態(tài)，而且是正斷型。

綜合以上分析可知，該曲軸是疲勞斷裂，開(kāi)始主要為旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞開(kāi)裂，發(fā)展到后期表現(xiàn)出帶扭轉(zhuǎn)的復(fù)合疲勞斷裂。

(1)機(jī)械式?jīng)_床 (2)液壓式?jīng)_床

(1)單動(dòng) (2)復(fù)動(dòng) (3)多動(dòng)

(1)曲軸式?jīng)_床 (2)無(wú)曲軸式?jīng)_床 (3)肘節(jié)式?jīng)_床

(4)摩擦式?jīng)_床 (5)螺旋式?jīng)_床 (6)齒條式?jīng)_床

(7)連桿式?jīng)_床 (8)凸輪式?jīng)_床