疲劳失效分析案例.pdf

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1、概述从几起失效分析案例看影响工程机械可靠性的ò科学技术是在失败与成功中不断提升，一些因素机械装备及构件是在失效与提高中不断发展。通过失效分析可找到提高质量、提高可靠性的方向，是一种促进发展的重要手段。上海市机械制造工艺研究所有限公司任颂赞概述概述ò科学文明的高度发展使得安全问题、可靠性问题更加ò失效分析目前已发展成为一门综合性的学科，波及力突出，并成为各工业国优先发展领域之一。而我国的学、断裂学、材料学、化学、数学、断口学、裂纹安全生产形势十分严峻，造成经济损失每年以6.28%的学、工艺学、以及机械设计、制造、检测、管理等多速度增长

2、（至2005年）。因此，加强可靠性、安全性方面的知识，同时还需要很丰富的实践经验。失效分研究，加强失效分析工作迫在眉睫。析的准确性与时效性代表一个国家的科学技术水平概述案例1、塔式起重机翻落事故分析ò机械部件失效形式，按失效模式及失效机理一•FZQ2400t·m塔式起重机般分为：变形失效、断裂失效、磨损失效及腐•TC5510自升塔式起重机蚀失效。在所有失效事故中，断裂失效占有主2、挖掘机回转支承异常磨损分析要份额。3、325C液压挖掘机驱动轴断裂分析ò在失效分析中由于最终目的不同，其分析的深4、钢丝绳断裂分析（两例）度、广度及重点不

3、尽相同。本文所列失效分析案例是以“物证”分析为主体的失效分析，注重于•过载断裂构件的材质、工艺（冷、热）及服役条件的综•损伤后过载断裂合分析。5、空箱堆高机提升架支座断裂分析案例塔式起重机翻落事故1、事故概况ò先期通过了短伸臂（36m）的载荷试验，再FZQ2400t·m塔式起重机更换长伸臂（64m），在回转半径（起重幅起重能力：度）63.5m时，又通过额定起重量25t试验。长臂64m时，(7.5m，140t)ò在进行1.25倍额定载荷（31.25t）的静载试(63.5m，25t)验时，操作人员报告，力矩限制器显示起重塔身最大自立高度

4、59m量为27t后，稍作停留，再次起吊时，听到上部发出巨响，几秒后，上部结构（起重臂、回转平台、回转机构、配重、人字架、司机室等）前后摆动后翻落。1、事故概况1、事故概况ò塔机塔身与基础ò地面上塔机上部结构从回转支承下部外圈砂轮连接未发生破坏越程槽处断裂ò并发现数块回转支承下ò上部结构翻落在部外圈的碎片，长度约在300~500mm，滚柱散塔身左侧（操作落较多ò回转支承与上部结构连人员方位）接螺栓未见破坏ò臂架结构破坏ò桁架结构散落1、事故概况1、事故概况ò回转支承内圈自身及内圈ò断裂沿滚道磨削工艺越程槽发生，断裂与塔身顶节连接螺栓未

5、发面与支承平面呈45°斜面，断口毛糙现破坏ò在残留圈左右两侧ò塔机上部回转筒体与回转各发现两个断裂支承结构连接完好，螺栓面，长度约无松动和缺失400mm，断裂面与回转支承中心约呈ò就此，集中分析三排滚柱45°角度，其余式回转支承（外圈）的失1/3圈随上部结构一断面断面效原因起翻落2、回转支承概况2、回转支承概况ò型号：133.50.3150.03K2。ò其滚道中心圆直径为φ3150mm，•回转支承下ò外径约为φ3432mm，外圈总厚约为258mm侧外圈发生ò外圈材质为42CrMo，锻后经调质处理周向破裂，•内圈未见异ò要求硬度：20

6、7HB～262HB；滚道面经表面淬火,常损伤现象硬度要求:55HRC～62HRC,其有效硬化层深度，其安装螺≥4.0mm(以48HRC为界)柱未有松动及变形3、宏观检测3、宏观检测破裂的外圆外形断裂面下外圈径向截面形貌处于塔吊控制箱体前端区域中心标定为断裂沿转角“6点钟”，而箱体后端约45°方向标定为“12点钟”，其发展右侧标为“3点钟”，左侧标为“9点钟”，整体未见异常变形。3、宏观检测3、宏观检测后端区域（11点钟-1点钟区）宏观形貌后端区域（12点钟）断面宏观形貌开裂由转角越程槽（上）向底（下）扩展。沿转角的断面边缘有纵向小台

7、阶，分布在相对平细带上，并向底部呈辐射状扩展，在安装孔处，断面呈光亮的撕裂擦伤的弧形带3、宏观检测3、宏观检测后端11点钟区域断面宏观形貌6点钟区：由转角越程槽起始的裂纹花样下侧底部区域，表明中间区域边缘有纵向小台在相对低应力阶、呈光亮挤压下先期开裂，擦伤形态，表明最终两侧在相开裂自上而下，对高应力下快速向中间汇合最终在底部挤压，贯穿性裂开撕裂3、宏观检测4、扫描电镜分析下外圈后端区断面两侧区：快速扩展（11点区）断面近边缘越程槽表面开裂形貌4、扫描电镜分析4、扫描电镜分析下外圈后端区断面下外圈后端区断面11点区11点区越程槽平面局

8、部区域，转角断面近越程可看到沿转槽边缘处断角及刀痕开面较平细，裂的形貌，呈解理、准断面起始与解理花样。刀痕相关4、扫描电镜分析4、扫描电镜分析下外圈后端区断面下外圈后端区断面11点区11点区近越程槽断面在断面底部局部可见沿晶边缘带，可