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標題: 軸承箱主軸斷裂，請大家看看是否經過調質處理？ [打印本頁]
作者: 西山向日葵    時間: 2020-10-12 19:06
標題: 軸承箱主軸斷裂，請大家看看是否經過調質處理？
本帖最后由 西山向日葵 于 2020-10-12 19:08 編輯 ( Q/ ]: U8 p6 l3 s( n
6 P, d: P  Q- V& }
該軸承箱為半軸彎曲疲勞試驗主要部件，工作時主軸只受側向力并以約300RPM旋轉，主軸（材料45#）斷裂處直徑65mm，帶R2.5圓角，主軸中段直徑80mm，主軸通過一對圓錐滾子軸承安裝，中間大，兩頭小，斷裂處位于主要受力軸承內側，斷口距離側向力加載點約0.8m，側向力5kN，請大家?guī)涂聪聰嗫谑欠窠涍^了調質處理?還有主軸斷裂可能的原因?敬請各位大俠指教！
作者: 未來第一站    時間: 2020-10-12 21:46
本帖最后由 未來第一站 于 2020-10-12 21:47 編輯
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調沒調還是打下硬度靠譜，這種軸一般也會T265-T285
作者: 西山向日葵    時間: 2020-10-12 22:12
未來第一站 發(fā)表于 2020-10-12 21:462 O% s. |) I7 ~
調沒調還是打下硬度靠譜，這種軸一般也會T265-T285
" K# N! G4 f  |9 C! u
我給的要求是28~32HRC，斷的實在是太快了，就懷疑沒調質；另外估計還有個問題是R2.5圓角處嚴重應力集中，我想了兩個改進方案，一個是把中間部分80直徑改成70，分散應變，第二個是把R2.5圓角放大成R20以上更大過渡圓弧，用數控車床加工，同時材料換成40Cr,調質32~36HRC，老師有興趣可以幫評估下可行否?
作者: 曉昀    時間: 2020-10-12 22:13
從受力，熱處理，結構設計幾方面去分析，有數據做下彎矩圖看看。
作者: 西山向日葵    時間: 2020-10-12 22:23
曉昀 發(fā)表于 2020-10-12 22:13
% n! e2 q% l9 I( ?: t8 `. S$ F從受力，熱處理，結構設計幾方面去分析，有數據做下彎矩圖看看。
, z) p* p/ w/ I1 |" e4 i
老師說得在理，之前手算校核過彎曲應力，應力是比較小的，現在還是想從結構設計和材料熱處理上下功夫了，主要是這個任務要得急，軸承直徑沒法改了，現在想干脆做兩跟軸算了，改材料的情況下，一個方案改R2.5圓角到20以上，一個方案直接把中段直徑縮小到70mm， 分散應變
作者: 丶王    時間: 2020-10-12 22:30
我覺得最好的辦法，也是最實在的辦法是加粗斷裂的主軸，或者換個材料，
作者: 西山向日葵    時間: 2020-10-12 22:34
丶王 發(fā)表于 2020-10-12 22:30
, g. l! W8 w) {5 B/ f我覺得最好的辦法，也是最實在的辦法是加粗斷裂的主軸，或者換個材料，
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軸承和軸承座不好改，所以現在想用40Cr替代45#
作者: 未來第一站    時間: 2020-10-12 22:49
用40Cr的話，調完最好做個淬火，光調制和45#調制差不多。
作者: 西山向日葵    時間: 2020-10-12 22:56
未來第一站 發(fā)表于 2020-10-12 22:49' c$ M2 |' x' C0 l: l$ ]( t0 r0 p& A
用40Cr的話，調完最好做個淬火，光調制和45#調制差不多。
) P- f. p/ k, \- \) E" [
嗯，多謝大俠
2 W0 u* ], t' \' P6 q1 C6 S
作者: 蛋蛋超人    時間: 2020-10-12 23:19
還是模擬一下吧，確認一下。
作者: 曉昀    時間: 2020-10-13 07:48
西山向日葵 發(fā)表于 2020-10-12 22:23* ~& H' \/ `' g( _4 Y( m
老師說得在理，之前手算校核過彎曲應力，應力是比較小的，現在還是想從結構設計和材料熱處理上下功夫了， ...
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軸徑法改就換性能好的材質，比如合金鋼材料。
作者: 3983596    時間: 2020-10-13 07:56
建議最好嚴格控制熱處理過程，很多廠家熱處理外協(xié)，回來也不檢驗，零件很容易偏離技術要求或形成熱處理缺陷
作者: 3983596    時間: 2020-10-13 08:09
    斷軸，一般都不是單一方面的問題( G3 s* z% C$ @9 o6 y* S2 o

2 C0 \% A  H$ y0 S2 ?. p0 p, n設計：載荷設計不準，安全系數過小，材料選擇錯誤，熱處理參數給定錯誤，設計就形成應力集中點
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1 Y: [8 N7 o) \" @4 H原材料：有缺陷的棒料
( @" J* k# R/ c& y, R( m6 P' x4 B; Q! t7 }0 F3 W
加工：加工不符合圖紙（尤其是各種空刀槽越程槽圓角等應力集中的位置）
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熱處理：熱處理不符要求，或形成熱處理缺陷
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! K7 E" {4 B4 M% E' N3 p工況：工況波動引起載荷變大或波動較大，設備其他件卡磨，設備振動過大而形成疲勞應力，操作人員誤操作..
作者: 無葉123654    時間: 2020-10-13 08:11
看是 應力集中在軸跟部，疲勞斷裂。如果是調質料，硬度不能過高，在工藝上看有沒有改進的，例如減小過渡軸的直徑差，圓弧擠壓等$ {4 H, A' \$ [3 g+ t& q. h9 M& F
作者: 3983596    時間: 2020-10-13 08:11
單從軸斷面判斷，軸原材料有缺陷和受到疲勞破壞的成分較大
作者: ywjianghu    時間: 2020-10-13 09:12
兩個軸承位的同心度？( ~1 t' V- c/ i$ z3 o% x
40Cr比45#的熱處理性能好很多。3 o# a* }% z% M( g1 }9 i- v
一般斷外側，就是靠近加載點那側。
作者: 李自帥1172    時間: 2020-10-13 09:29
西山向日葵 發(fā)表于 2020-10-12 22:12, }* ^  Y; D' I0 U( E
我給的要求是28~32HRC，斷的實在是太快了，就懷疑沒調質；另外估計還有個問題是R2.5圓角處嚴重應力集中， ...
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神州行，我看行。
4 \/ T: J+ a7 S! j# r2 p
作者: 702736    時間: 2020-10-13 09:38
不知道算下來斷裂處最大應力是多少？
作者: charlie909    時間: 2020-10-13 11:30
西山向日葵 發(fā)表于 2020-10-12 22:23
% J5 d' I0 g6 L& G老師說得在理，之前手算校核過彎曲應力，應力是比較小的，現在還是想從結構設計和材料熱處理上下功夫了， ...

% U0 }2 U4 I8 {' m- D4 v+ E8 S在我的印象中這么大直徑的40Cr材料調質到你給的這個硬度會發(fā)脆容易斷裂，個人經驗  J; L: D# k; u
作者: duduxiaozi32    時間: 2020-10-13 13:10
42Cr鍛造一根軸試試，我們之前做的主軸總斷，后來用鍛造軸后就沒斷過了
作者: tsaohuan    時間: 2020-10-13 16:25
調質，軸承處高頻。強度就大大提高了。材料40Cr.
作者: 風刃    時間: 2020-10-13 21:47
本帖最后由 風刃 于 2020-10-13 21:49 編輯 " j# ]3 S7 ]$ B! W; [

. {- {* c0 F" l6 M; [45鋼一般T235,40Cr   T265
& \, N' B7 H  ~" t. V- T你這個是不是被偷懶了，給你淬火沒高溫回火，所以太脆了
$ q+ f6 F9 w3 u1 V承受這么重的軸，基本都要鍛件了，料件基本完蛋
6 H+ u0 e0 g3 c% p, {而且45鋼基本不用，都是更低的低碳鋼調質外表滲碳滲氮，即使40Cr也是高頻淬火
& Y) c2 g( V) o' u' p3 C
作者: 遠祥    時間: 2020-10-13 22:28
如果主軸承受的載荷較大，在使用短期內便斷裂，那就是主軸本身性能不合格，主軸的生產材料通常選擇碳素鋼和合金鋼，而鋼中非會屬夾雜物的存在易引發(fā)應力集中，這些夾雜物的邊沿易形成裂紋，造成主軸在短期內斷裂。
作者: 702736    時間: 2020-10-14 08:29
彎矩蠻大的，又說應力小，再算一下具體多少？
作者: tsaohuan    時間: 2020-10-14 08:48
tsaohuan 發(fā)表于 2020-10-13 16:25
* o( ~( c) J% ?5 Y  [9 R調質，軸承處高頻。強度就大大提高了。材料40Cr.
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不會的，高頻不會引起脆，當然要控制好回火
% {% U- h9 ~0 ~0 [+ L! L" t
作者: 丹楓911    時間: 2020-10-14 11:36
未來第一站 發(fā)表于 2020-10-12 22:49
% e6 o8 I3 O1 R* V% X5 Z+ `用40Cr的話，調完最好做個淬火，光調制和45#調制差不多。

  Z! j' n1 S* W8 h0 S淬火的目的是為了什么？對樓主這個工況的意義何在？7 b  X0 S% c9 M# `$ c9 o
作者: 衡955    時間: 2020-10-14 15:35
吼吼，熱處理知識做機械的人懂得有限，多需要再學習下
作者: 西山向日葵    時間: 2020-10-14 19:29
丹楓911 發(fā)表于 2020-10-14 11:36
- u* u8 p2 W! a9 W/ U' X淬火的目的是為了什么？對樓主這個工況的意義何在？
2 k7 m8 [5 W+ ]  w' C- u
老師，未來估計想說表面高頻淬火或者火焰淬火，這樣提高表面材料的疲勞強度，我們廠的半軸就是這么干的：先整體調質22~25HRC，最后做表面感應淬火50~60HRC，但是只有桿的部分做了感應淬火，感應淬火后利用半軸余熱自回火，屬于低溫回火吧
4 A) T7 m& V9 O$ J0 }
作者: 丹楓911    時間: 2020-10-14 21:54
西山向日葵 發(fā)表于 2020-10-14 19:29
2 F+ O0 [2 \  V  t  F& v' z/ Z老師，未來估計想說表面高頻淬火或者火焰淬火，這樣提高表面材料的疲勞強度，我們廠的半軸就是這么干的： ...
* H  W; x) z. \0 F+ I
學習了，感謝，以前沒接觸過，只做過調質處理，不知道調質之后還可以高頻淬火。
0 V7 z: i) @# j* Q
作者: 702736    時間: 2020-10-15 10:26
702736 發(fā)表于 2020-10-14 08:29  |1 D1 B' K( Z
彎矩蠻大的，又說應力小，再算一下具體多少？
4 B5 U  F$ e; G7 O0 @+ H5 I. `
應力不是太大，不至于短期內就斷裂。應該從材料和工藝上改善。# a% i3 U0 C& H% B) I" p
+ Y& b. S- c0 h' G6 ?% ~; _
作者: 702736    時間: 2020-10-15 18:52
702736 發(fā)表于 2020-10-15 10:26
5 Z: W: g6 d% S9 W, ^1 X應力不是太大，不至于短期內就斷裂。應該從材料和工藝上改善。
7 v+ J& Q; s# Q# h. L
其實這類反復變應力的可以考慮軸承檔到出軸基本無突變。7 e* V* `  ?7 A- `/ W& P
還有45鋼這么粗的軸一般用正火較好；不能控制工藝的可靠性時，慎用調質。$ P# ?" {6 s0 V; J+ F; x% H
你懷疑他沒調質，其實我看是調質出了問題的概率最大。
+ i/ w; n/ m: W( X+ F
作者: 702736    時間: 2020-10-15 19:57
熱處理一定要找對此類材料有成熟經驗的廠家，否則會被害的很慘
作者: 大白123    時間: 2020-10-16 08:02
這個打一下硬度看一把，順便校核一下扭矩，順便查查機械手冊
作者: 小熊嘆    時間: 2020-10-16 12:00
20CrMnTi，35CrMn，38CrMoAl ，加工過的主軸材料，
作者: 大白123    時間: 2020-10-16 15:05
有沒有考慮過現場裝配的聯軸器同軸度問題
作者: 浣溪沙    時間: 2020-10-16 20:50
斷裂的另一頭有負荷沒？如果有，同軸度不夠，
作者: 冷水黃金    時間: 2020-10-19 09:46
本帖最后由 冷水黃金 于 2020-10-19 09:47 編輯
; j0 @# {. t! M4 n/ C
- h& _$ `/ u0 G* W0 ?* A* W. S第六感是：設計計算錯誤，對材料、熱處理、受力不懂，另外對傳動設計也可能不了解。
作者: move3309    時間: 2020-10-20 15:58
西山向日葵 發(fā)表于 2020-10-12 22:12% P+ K- l- _' R  w
我給的要求是28~32HRC，斷的實在是太快了，就懷疑沒調質；另外估計還有個問題是R2.5圓角處嚴重應力集中， ...
7 @2 F( R/ m- Q) p7 H
沒看懂，斷裂處的圓角大小不是受限制于軸承內圈圓弧角嗎，怎么還能隨便改呢
) l( f5 }, o% ^- \
作者: 軍CSJ    時間: 2024-6-5 19:20
你這個肯定不能單獨看側向力，彎扭合成界面和彎曲界面校核都要考慮。如果有相關資料，我可以幫你算一下。
作者: 管理團隊    時間: 2024-6-13 15:34
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