摘 要

本文通过针对POWERLIFT 8000履带吊拉杆断裂和船用8缸柴油发动机连杆断裂两起事故的断裂连杆进行勘测、取样试验分析，结合查阅文献和资料推理分析了事故的构成原因。对国内外的大部分机械设备主要轴杆所选用的材料进行分析，了解轴的工作原理和工作环境，分析两起事故产生破坏的原因，得出失效的结论。从宏观和微观两个方面的分析，判断所选取材料的热处理性能，确定此案轴断裂原因。结果显示，两起事故中轴的断裂属于疲劳断裂，拉杆 筋板焊接结构（设计）和服役之前就已存在的沿晶缺陷是导致轴发生断裂的主要原因。并且通过对轴的使用性能、工艺性能和经济性分析，选择出质量高、成本低、生产效率高、高度适应工作条件和工作环境的金属材料，保证轴安全可靠的运行。

关键词：轴 热处理 金属材料 疲劳断裂

Cause Analysis of Axle Breakage on Engineering Platform

Abstract

In this paper, the fracture connecting rod of POWERLIFT 8000 crawler hanger rod and 8 cylinder diesel engine connecting rod were investigated and sampled, and the cause of the accident was analyzed by referring to Literature and data reasoning. This paper analyses the materials selected by the main axle poles of most domestic and foreign mechanical equipment, understands the working principle and working environment of the observation axle, analyses the causes of the damage caused by the two accidents, and draws the conclusion of failure. Based on the analysis of macroscopic and microscopic, the heat treatment performance of the selected material was judged, and the fracture reason of the axle in this case was determined.The results show that the shaft fracture in two accidents is fatigue fracture. The main reasons for the fracture of the axle are the welded structure (design) of the tie rod rib plate and the intergranular defects that existed before service. By analyzing the performance, process performance and economy of the shaft, the metal materials with high quality, low cost, high production efficiency and high adaptability to working conditions and working environment are selected to ensure the safe and reliable operation of the shaft.

Key Words:Axle;heat treatment;Metal material;atigue fracture

目录

第一章 前言 1

1.1 背景 1

1.2 方法 1

1.3 本章小结 2

第二章 轴断裂的可能原因 3

2.1 复杂载荷状态下工作 3

2.2 材料选择不当或者本身存在缺陷 3

2.3 恶劣工作环境下工作 4

2.4 加工制造过程存在缺陷 4

2.5 本章小结 4

第三章 断裂研究-案例失效分析 6

3.1 POWERLIFT 8000履带吊拉杆断裂原因分析 6

3.1.1.背景资料 6

3.1.2.试验分析 12

3.1.3.结果分析 27

3.1.4.分析结果 28

3.2 船用8缸柴油发动机连杆断裂原因分析 28

3.2.1.失效分析 28

3.2.2.连杆材质的化学成分分析 38

3.2.3.结果分析 39

3.2.4.分析结果 39

3.3 本章小结 39

第四章 轴的选材 40

4.1 使用性能 40

4.2 工艺性能 41

4.3 经济性 42

4.4 本章小结 43

第五章 结论与展望 44

第六章 经济评价 45

6.1 投资估算 45

6.2 资金筹措 45

6.3 失效分析所获得的社会效益： 45

参考文献 46

致谢 47

第一章 前言

1.1 背景

新中国成立以后，中国从当时的国内外政治、经济环境和条件出发，根据自己对工业化国家发展路径的分析和判断，参照苏联的工业化模式选择了优先发展重工业的工业化战略[1]。在此战略的指导下，中国的重工业得到了优先发展。而到了1958年，由于大跃进等活动对国家经济发展的影响导致经济结构失衡，重工业的发展开始桎梏不前。直到改革开放之后，随着经济改革的逐步开展，重工业开始快速发展。重工业是一个国家经济发展的支撑，是增强国家力量的基础，其重要性不言而喻。

重工业的基本内容就是制造大型设备，其中以机械设备为主。轴是大型机械设备中必不可少，也是起重要作用的部件之一，轴的质量不仅影响了大型机械设备的质量和寿命，也决定了设备制造加工零件的质量。轴的失效可能会延长设备制造过程从而造成经济损失，严重的还会导致爆炸，危害巨大。

到目前为止，我国的不少专家已经对轴的断裂失效进行过分析，提出了不少关于轴断裂的失效原因，还对此提出了对应的预防和补救措施，但每年仍有不少工厂会发生轴断裂失效的事故。因此，在前人提出的轴失效的原因的基础上，通过对实际案例的分析，结合我自己的观点撰写了本篇论文，为这个领域贡献一份微薄的力量。

机械设备种类繁多，有静设备也有动设备，这里主要分析动设备中轴的失效，如工程作业平台车。失效按其工程含义分为暂失效和永久失效、突然失效和渐变失效，按经济观点分为正常损耗失效、本质缺陷失效、误用失效和超负荷失效。产品的种类和状态繁多，失效的形式也千差万别[2]。

1.2 方法

研究方法是对轴运转时的和断裂后的内部组织状态进行失效分析。失效分析是与力学、断口、腐蚀面、泄漏点分析检验技术等紧密结合，主要用于分析设备仪器运行过程中产生的一系列问题的形式规律原理原因，并研判设备是否应该或能否继续运行[3]。

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