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大型工业吊扇螺栓断裂分析
发布人:工业风扇品牌网时间:2019-05-15浏览
      一些新进入大型工业吊扇行业的厂家,在进行吊扇研发时,经常会遇到螺栓断裂导致扇叶脱落、吊扇主体结构散架等情况,这就需要对进行大型工业吊扇螺栓断裂进行分析。
      对于螺栓出现的断裂失效故障通常需要进行理化分析,其中断口分析是研究螺栓失效原因的有效手段。具体包括:外观检查、化学成分分析、金相检测(包括非金属夹杂、宏观检验、脱碳层、镀层、机械性能检测、硬度检测)。其中,通过宏观及低倍检查螺栓断口周边表面可以发现是否有损伤、裂纹,导致应力集中等问题。此外,通过磁粉探伤可以检测螺栓表面缺陷。基本原理是利用螺栓缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用,利用螺栓存在的缺陷(裂纹)处的磁导率和钢铁磁导率的差异,磁化后在工件缺陷处表面产生了漏磁场,从而吸引磁粉形成缺陷处的磁粉堆积即磁痕,在适当的光照条件下,显现出缺陷的位置和形状。
      一般情况下,导致大型工业吊扇螺栓断裂的常见原因主要发生在制造螺栓、螺栓拧紧、螺栓拧紧后(吊扇使用)过程中,具体如下:
一、制造螺栓过程存在的主要问题,需要在购买螺栓时进行严谨考察。
      1、高温淬火、回火等热处理过程产生原始热裂纹。
      2、化学成分中含碳量超过标准,引起塑性变形或脆性,导致断裂。
      3、由于表面含碳量减少,使螺栓表面硬度和强度降低,影响其接触强度和疲劳寿命。例如,螺栓螺纹表面或根部有脱碳层,导致螺栓松动,引起疲劳断裂。
      4、螺栓表面镀锌过程中,溶于钢中的氢,聚合为氢分子,造成应力集中,产生氢脆现象,导致螺栓在低应力状态下发生延迟断裂。
      5、在螺栓磨削加工时,圆周表面产生不规则金属断屑,引起局部应力集中现象,在此类区域内极易产生疲劳裂纹源,使螺栓的抗疲劳强度下降。
      6、硬度值超过标准。硬度也是考核紧固件机械性能的重要指标。对于各性能等级的产品采用的材料是不同的,紧固件选用时机械性能等级是重要的依据。
二、螺栓在拧紧过程存在的主要问题
      1、施加的扭矩不符合标准要求。例如:工具(扭矩扳手)没有定期校核、装配表面存在杂物、油脂、加工面的表面粗糙度不合格等问题。
      2、由于操作原因,导致个别螺栓漏紧固。
三、螺栓拧紧后(使用使用中)存在的主要问题:
      1、大型工业吊扇在转动中产生的外力冲击或弯曲疲劳应力导致螺栓变形。在小于螺栓抗拉强度的周期交变应力作用于材料上导致的材料失效。在循环载荷作用下,多次疲劳损伤累积造成。表现为拉伸疲劳断裂和弯曲疲劳断裂。在全部结构零件的破坏中,疲劳断裂占绝大多数。在宏观上,没有明显的塑性变形,属于脆性断裂。
      2、螺栓松动也可以导致疲劳断裂,由于螺栓轴向预紧力降低导致螺纹连接各种功能水平下降,甚至完全丧失功能。这种松动可能是由被连接件反复相对滑动造成的、被连接件的磨损造成的、由螺栓和被连接件的塑性变形造成的。
      3、螺栓在工作过程中与外界环境中的各种介质接触(包括空水汽、有毒气体等)及相互作用,即使承受低于屈服极限强度的情况下也会导致的断裂。
      所以当大型工业吊扇产生螺栓断裂或者变形时,按以上几点逐步分析改善,才能制作出符合市场安全要求的产品。
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