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液压泵传动轴断裂失效分析

郑芝梅  李巍  陈昌达  李永斌  熊勇  
【摘要】:机械设计及工程应用上,轴类零件一般起引导旋转并传递做功的作用,有时还需要起到承受载荷、保持结构刚度的作用,经常与轮、盘或轴承等零件配合使用。根据其设计功能要求,轴类零件工作过程中一般要承受扭转、弯曲、拉伸、摩擦、震动或结构造成的应力,多数时候还要同时承受几种应力的综合作用,受力情况和失效模式都比较复杂。通常情况下轴类零件的失效与结构设计、材质缺陷、加工质量和异常过载等因素有关,其中材质和载荷异常造成轴件主体部位断裂的可能性较大,而设计和加工不当造成轴件特殊结构部位(如转接R处和轮盘安装处)的断裂的可能性也大。本文中同类型两起液压泵传动轴都是沿着端头与细颈间的转接R部位断裂,运用了外观及痕迹检查,断口电镜观察等失效分析手段判断出轴的断裂失效性质为疲劳断裂,产生疲劳的主要原因是正常的工作载荷下轴头R部位产生了较大的应力集中,并结合零件整体结构对发生断裂的最大应力位置进行了简单的受力分析,推理性再现了零件的失效过程并得出该零件端部出现较大应力集中与加工质量无直接关系,而是与轴端设计上的深孔结构有关,最终为类似轴类零件端部的结构设计提供了一些参考性建议。

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