有了高频加热炉,再也不担心45钢渣浆泵主轴发生早期疲劳断裂了-凯时国际app

来源:郑州高氏 发布日期:2018-3-16 14:19:10 浏览次数:

    发电厂渣浆泵主轴是渣浆泵的重要零件,工件材料为45钢,转速为900r/min。渣浆泵输送物料为水煤灰,煤灰粒度60,固液比为0.4:1(质量比),泵设计扬程10m,2级串联运行。主轴结构为阶梯轴,输出端加工成t形螺纹结构,螺纹底部轴径为φ10omm。生产中发现,工件运行不久发生早期断裂,断裂出现在轴与叶轮配合部位处,即t形螺纹第一级根部。经分析缺陷产生的原因,发现采用高频加热炉进行热处理,效果良好,无此缺陷。

    分析认为,主轴早期断裂原因如下:

    (1)断轴表面明显的加工刀痕和表面类裂纹为疲劳断裂提供了疲劳源,疲劳裂纹从这些裂纹与螺纹根部交界处扩展。

    (2)断轴金相组织呈粗大珠光体和网状铁素体,裂纹扩展速度增大;在裂纹扩展前沿,网状铁素体极易形成微裂纹,加速疲劳裂纹扩展;同时,在疲劳裂纹扩展前沿产生应力集中,使实际应力水平增高,严重降低主轴疲劳寿命。

    (3)主轴运行偏离设计点,增加了叶片运动阻力,使主轴交变弯曲应力升高;同时轴表面,特别是螺纹根部存在类裂纹且应力集中严重,因而螺纹根部和类裂纹前沿尖部,其实际应力远远大于名义应力,导致疲劳裂纹急速扩展并发生断裂失效。

    根据以上分析,提出工艺改进技术措施如下:

    (1)采用高频加热炉进行热处理,提高和改善主轴加工精度,消除和防止出现粗糙加工刀痕和螺纹根部类裂纹等缺陷,以减少应力集中,防止裂纹萌生扩展隐患。

    (2)改善热处理工艺和组织,防止出现粗大珠光体和网状铁素体缺陷组织。这些缺陷组织极易产生微裂纹,并产生应力集中和加快裂纹扩展,使工件疲劳寿命严重下降。

    (3)改善工件运行状态,使工件在正常工况下运行,延长主轴使用寿命。

    采用上述措施后,主轴加工质量和热处理质量优良,未发现裂纹开裂早期失效现象,生产运行正常。