24小时服务热线:李经理18637987933(微信同号)网站地图|联系我们

洛阳东轴轴承有限公司

销售服务电话:0379-64850932 

当前位置:网站首页 > 公司动态
公司动态

转盘轴承不能通过螺栓安装?洛阳东轴是这样做的

作者: 发布时间:2021-05-17 浏览次数:719
打印 收藏 关闭
字体【
视力保护色

转盘轴承不能通过螺栓安装?洛阳东轴是这样做的

       转盘轴承是机械制造技术中基础、标准程度高的机械零件,同时也是机械行业运用广泛的联接及旋转工艺,结构简单,质量可靠,在整个工艺装配过程中具有高精度、装配方便、零件拆装便利、重复使用性好等优点。轴承零件采用螺栓联接,就是依靠“拧紧”所施加扭矩来实现两个被联接体紧密贴合并具备足够的轴向预紧力(即轴向拉应力),以确保被联接零件的可靠联接和正常工作。在装配时,夹紧力必须足够大,以保证被连接零部件在工作过程中不发生相对移动;另外,所施加的夹紧力必须保证螺栓和被联接零部件在装配和服役过程中不会发生破坏或塑性变形。

1621218693335630.jpg

01外齿.jpg目前,在机械装配生产过程中,可将扭矩作为中间量来评价螺栓联接的装配质量,比如扭矩控制法通过控制轴承安装孔的终扭矩来获得螺栓所需要的轴向预紧力,当拧紧扭矩达到设定的目标扭矩时立即停止拧紧,从而结束扭矩控制。在机械装配工艺过程中,轴承的螺栓联接已经成为转盘轴承装机时常用的紧固和联接方式,而拧紧工艺过程是其中的重要环节,通过优化设计对拧紧过程监控策略,进行有效的系统性预防,降低拧紧过程的质量风险,从而提高装配工作效率。
轴承图片IMG_20210513_113816.jpg       机械通用轴承的失效案例频发,失效原因多样,

例如在使用过程中因工作时间长而发生多源疲劳断裂;

因加工过程产生的微裂纹导致氢致延迟断裂;

表面增碳导致延迟开裂;

淬火裂纹在装配时扩展而断裂。

本文利用金属材料学的基本原理来研究分析轴承套圈断裂的根本原因,防止失效问题再次发生。
01.jpg

  1.  问题描述
    某型号机械部件轴承使用46S20钢制圆柱头内六角螺栓进行装配固定,装配工人使用正确的扭矩进行作业时,某批次螺栓多次发生贯穿式的纵向开裂,螺栓的圆柱头与螺纹段均从外向里断裂至中心孔,如图1所示。事后调查,电子程序监控结果显示使用的扭矩符合要求,根据追溯性文件发现断裂的螺栓全部来自某供应商生产的同一批次。

02.jpg

  1. 轴承断裂形貌特征
    2. 试验方法
    使用Spectro MaXx型直读光谱仪进行化学成分分析;从中心孔将一个轴承切开,断裂面自然打开,使用Keyence VHX-1000型超景深三维光学显微镜观察断口形貌特征;在另一个轴承位置切取横截面的金相试样,磨抛处理后经4%硝酸酒精腐蚀,使用Zeiss Axio Imager M2m型显微镜进行观察分析。
    3. 结果与分析
    (1)化学成分
    对断裂的轴承套圈进行取样,经直读光谱仪进行化学成分分析,结果如表1所示,显示轴承的化学成分均符合易切削钢46S20的规范要求(EN 10277-3:2008)。46S20属硫系易切削钢牌号,适用于制造对力学性能要求不高的各种零件,如轴承、齿轮等。  
     螺栓的化学成分(质量分数)  (%)
    (2)断口观察
    从随机挑选的断裂轴承中心孔将其切开,断裂面自然打开,如图2所示。圆柱头圆周面向内很大深度范围内(蓝色双箭头所示)断裂面较为平整,表面呈现出明暗相间的花纹,蓝色方框放大后发现其具有高温氧化的迹象(见图3);新鲜断裂面如图2双箭头区域所示,该段属于装配工序产生的裂纹,线性起源于高温氧化区域的末端,向中心孔的方向扩展。断裂面具有明显的宏观台阶状特征,无塑性变形。
     断口的体视学形貌
     断裂面上的高温氧化特征
    (3)金相组织
    沿另一个随机挑选的断裂轴承制取横截面金相试样,金相观察发现,从外缘向内至约1/2壁厚处,裂缝走向较为平滑,然后转为曲折(见图4)。低倍下观察,平滑段裂缝两侧具有泛白的特征。高倍下观察,平滑段裂缝附近具有明显的高温脱碳特征,脱碳层深度可达0.15mm,如图5所示;而正常区域组织为珠光体加铁素体,晶粒细小,如图6所示。
    横截面试样的组织特征
    裂缝附近高温脱碳特征
    正常区域的金相组织
    结合金相组织与体视学形貌的观察结果,可判定外圆周面向内平滑段裂缝其实并非真正的裂纹,而是符合热锻成形工艺中产生的高温折叠特征,并伴有一定深度的氧化与脱碳现象。对同批次未经使用的新螺栓进行抽检,螺栓圆柱头部也发现了折叠缺陷,如图7所示。试样经侵蚀后发现,折叠附近的微观组织结构具有与折叠大致平行的加工流线特性,具有明显的高温脱碳特征,且存有一处较大的氧化物夹渣,如图8所示。
    新螺栓横截面试样的折叠缺陷(抛光态)
     新螺栓横截面试样的折叠缺陷(侵蚀态)
    经上述分析,可断定螺栓在正确装配过程中发生断裂与轴承部外表面的折叠缺陷有关。折叠的深度较大,甚至超过1/2壁厚,这显著降低了轴承可承载应力的有效截面积,而且易引起应力集中。在装配扭矩扳手的扭转作用下,折叠前端形成较强的拉应力,萌生线性裂纹源,并迅速向中心孔方向扩展,导致低应力脆断。
    -1cec9cab976cb92e.jpg
    4. 结语
    本文对装配中断裂的机械轴承做了断口观察、光谱分析、金相检验等试验,探究了轴承套圈断裂的产生原因,主要结论如下。

    (1)轴承的化学成分及金相组织均符合规范要求。

    (2)轴承外表面存在较深的热加工折叠缺陷,是导致螺栓异常断裂的根本原因。

    (3)轴承制造商需合理优化热成形工艺,避免类似折叠缺陷的产生,同时加强质量检验,杜绝问题件出厂。





本文是【http://www.lydzbearing.com/ 洛阳东轴轴承有限公司】原创,转载时请务必以链接形式注明作者和出处

地 址:http://lydzbearing.com/home-newsinfo-id-98.html

主关键词: 精密转盘轴承/回转支承 精密交叉滚子轴承 YRT转台轴承 谐波减速机轴承 精密齿轮

0

地址:洛阳市涧西区工业园兴业一路售后服务咨询QQ:944370665 邮箱:lydzzc@126.com

服务热线:0379-64850932  手机:李经理18637987933(微信同号)董经理13525499949(微信同号) 赵经理 13700810892(微信同号)

主关键词: 精密转盘轴承/回转支承 精密交叉滚子轴承 YRT转台轴承 谐波减速机轴承 精密齿轮

在线客服
热线电话

0379-64850932 

李经理18637987933(微信同号)

董经理13525499949(微信同号)

赵经理 13700810892(微信同号)

公司微信添加
二维码