沖床曲軸

沖床曲軸

沖床的主要旋轉機件,裝上連桿後,可承接連桿的上下(往復)運動變成循環(旋轉)運動。是沖床床身上的一個重要的機件,其材料是由碳素結構鋼或球墨鑄鐵製成的,有兩個重要部位:主軸頸,連桿頸,(還有其他)。

基本介紹

  • 中文名:沖床曲軸
  • 外文名:Punch crankshaft
  • 作用:承接連桿的上下(往復)運動變成循環(旋轉)運動
  • 組件:主軸頸,連桿頸,其他
簡介,斷裂分析,

簡介

沖床的主要旋轉機件,裝上連桿後,可承接連桿的上下(往復)運動變成循環(旋轉)運動。是沖床床身上的一個重要的機件,其材料是由碳素結構鋼或球墨鑄鐵製成的,有兩個重要部位:主軸頸,連桿頸,(還有其他)。主軸頸被安裝在床身上,連桿頸與連桿大頭孔連線,連桿小頭孔與沖床滑塊連線,是一個典型的曲柄滑塊機構。曲軸的潤滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤滑和兩頭固定點的潤滑. 曲軸的旋轉是沖床的動力源。也是整個機械系統的源動力。

斷裂分析

沖床運行轉速約為54r/min,服役約半年後曲軸發生斷裂。斷裂發生在曲拐的軸頸處,該處直徑為130mm。
該斷口表現較典型的疲勞斷口形貌。即有三個區域:箭頭所指的疲勞源區、呈現海灘波紋(貝紋)狀的疲勞裂紋擴展區以及粗糙的瞬時最終破斷區。
疲勞源區為一個以疲勞核心為焦點的非常光滑、細密、海灘花樣不明顯的狹小區域。這是裂紋在該區擴展速度很慢而且反覆張開、閉合使斷面磨光的緣故。
疲勞裂紋擴展區有貝紋線。這種花樣的推進線標誌著部件在交變應力下斷口上留下的痕跡。斷口表面由於多次反覆擠壓、摩擦,使該區域變得較光滑,有的甚至像細瓷狀。貝紋線一般從裂紋源開始,向四周推進呈弧形,它垂直於疲勞裂紋擴展方向。
瞬時斷裂區是疲勞達到臨界尺寸發生快速破斷區域。它相似於靜載拉伸斷口中放射區和剪下唇區,十分粗糙。對於脆性材料,該區為結晶狀脆性斷口。由於該區是最後斷裂區,因此可推斷部件斷裂前的受載應力大小,即該區占比例小時,載荷相對也小,此時軸瞬斷區面積較小。
進一步分析可看到:疲勞源區與瞬時斷裂區相對而且偏轉一個角度,且均處於邊緣,這些均表明為旋轉彎曲疲勞斷口。
再從斷面與軸線的關係考察。斷口的疲勞源區,一部分疲勞擴展區(約斷口的3/5)均與軸線垂直,而另一部分擴展區以及瞬斷區與軸線約成45°。這後一部分又表現出扭轉疲勞斷口形態,而且是正斷型。
綜合以上分析可知,該曲軸是疲勞斷裂,開始主要為旋轉彎曲疲勞開裂,發展到後期表現出帶扭轉的複合疲勞斷裂。

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