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破碎機主傳動軸斷裂的問題怎么解決已解決
解決時間:2012-08-28 17:18提問者: 匿名 | 懸賞分:20 | 瀏覽次數:2115次
最佳答案

  斷口表面都被油污嚴重污染,采用清洗劑對斷口進行清洗后觀察,發現斷口為結晶狀,斷口齊平且垂直軸向。斷裂起源于表面,斷裂起始處存在形變,具有切向斷裂特征。調取設計圖紙,其中規定:電機功率75kW,電機轉數,主動軸轉數。主動軸材質為45號鋼,須經過調質處理,調質處理后硬度。力學性能測定在斷裂位置附近1/2半徑區域截取徑向和軸向拉力及沖擊試樣進行力學性能測定,測定結果列入。比照《優質碳素結構鋼》力學性能要求,所測斷軸低于正常正火組織性能,尤其是沖擊韌性。45號鋼正常調質狀態的屈服強度為,而正常正火狀態屈服強度為370MPa.如果設計要求需在調質狀態使用的構件,而實際只是正火狀態下使用,則實際的許用載荷將大大降低。如為非正常正火組織狀態,承載能力就會進一步降低。由于斷口表面被嚴重污染,但在掃描電鏡下觀察污染較輕部分,斷口微觀呈解理形貌,解理面較大,體現出組織粗大特征,。為了進一步分析,對所取沖擊樣斷口形貌進行觀察,斷口微觀具有解理特征,解理面較大,也體現出組織粗大特征,與實物斷口微觀形貌一致,。無論從實物斷口還是沖擊樣斷口微觀形貌均無調質斷口特征。

  從邊部到芯部組織均為鐵素體+珠光體,并有魏氏鐵素體。魏氏組織是先共析相的一種特殊形態。對于亞共析鋼來說,是指從晶界向晶內生長形成的一系列具有一定取向的片(或針)狀鐵素體,通常稱為魏氏鐵素體。魏氏鐵素體從單個的形態來看,雖呈片(或針)狀,但從整體來看出,由于許多片常常是相互平行的,形似羽毛狀,但與無碳化物貝氏體相比,它顯得較粗大且末端較尖細。同時在一個原奧氏體晶粒內也可看到魏氏組織有幾組不同方向的平等長片互相交割的情況,從而呈現為三角形分布。從鐵素體所圍珠光體面積來判定原奧氏體晶粒度大約有3級,具有過熱組織特征。邊部組織形貌距邊部15mm組織形貌;距邊部30mm組織形貌;1/2半徑處組織形貌;中心區域組織形貌。觀察斷口處金相組織。斷裂源區域組織發生磨損變形,沿鐵素體邊界擴展,。斷口處組織為鐵素體+珠光體,并有魏氏鐵素體。魏氏體的形成傾向與鋼的成分(碳及合金元素的含量)奧氏體晶粒度和軋制時的冷卻速度有關。當奧氏體晶粒粗大時(出現這種組織所對應鋼的碳含量范圍要寬些),即使在較慢的冷速(如退火)下也能形成。也不同于45號鋼的調質組織。該組織的形成與該軸熱處理時加熱溫度偏高有關。

  斷裂原因分析四輥破碎機是靠二組輥相互擠壓將煤破碎成所需粒度送到高爐。有上下兩組輥,上組主動輥帶動下被動輥,而下主動輥帶動上被動輥。煤首先經過上組輥進行第一道破碎,然后進入下組輥進行第二次破碎。如果第一道輥間隙調整過大,起不到破碎作用,這樣煤就對第二組輥有一個大的直接沖擊作用,當煤中有如煤矸石等較硬物體時,破碎輥受到的作用力增加。此時輥身的作用力轉給軸,如果軸強韌性配合的不好,或存在應力集中的條件,就非常易在應力集中處斷裂。第一道輥間隙調整過,又要降低作業率。所以,兩組輥的良好配合是系統安全運行的必要條件。四輥破碎機主傳動軸工作中承受較大的沖擊力,如果機械裝配不理想會大大增大其失效的概率。作為軸類零件,由于承受彎、扭、拉、壓等應力,要求所用材料必須經過適當的熱處理(正火或調質處理)來改善組織結構,提高綜合力學性能,滿足工作條件的要求。但從檢驗結果表明,該軸沒有按設計的技術要求進行調質處理,只是經過正火熱處理,但從組織狀態來看,正火處理溫度偏高,出現魏氏組織,組織比較粗大。魏氏組織是亞共析鋼中比較嚴重的非正常組織,它是由于終鍛溫度過高或在規定的鍛造溫度范圍內停留時間太長形成過熱,使鋼的奧氏體晶粒粗大,在較大冷卻速度下,在奧氏體晶界上析出大量先共析鐵素體晶核很快長大并將奧氏體晶粒包圍起來,在鐵素體增厚的同時,鐵素體從晶界向晶內生長,形成與舊相奧氏體保持一定結晶位向關系的片(針)狀鐵素體。魏氏組織出現后,鋼的沖擊韌度明顯降低,脆性增加。如果與其伴生的枝晶狀組織共同作用則會明顯降低主傳動軸的塑性和沖擊韌性。且鋼中如果存在帶狀鐵素體組織、非金屬夾雜物,會進一步削弱了主傳動軸的力學性能,致使其過早失效。

  結論綜合上述分析,四輥破碎機主傳動軸斷裂原因為:該軸沒有按照設計要求進行調質處理,而是采用正火處理,但由于加熱溫度較高,冷速較快生成粗大的魏氏體組織,導致強度不足形成早期斷裂。建議更換的傳動主軸采用調質處理,同時要嚴格控制淬火加熱溫度、保溫時間及冷卻速度,在正確回火溫度下進行回火,保證回火保溫時間,通過正確的熱處理工藝,以得到回火索氏體組織,確保傳動軸具有良好的綜合力學性能。經過按標準熱處理后的傳動主軸裝機后連續工作3年沒有發生斷軸事故。

 

  回答者: 222.175.*.*  2012-08-28 17:16   
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