冲床曲轴断裂原因剖析
冲床曲轴断裂原因剖析
曲轴是冲床主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。服役约半年后曲轴发生断裂。断裂发生在曲拐的轴颈处，该处直径为130mm。
该断口表现较典型的疲劳断口形貌。即有三个区域：箭头所指的疲劳源区、呈现海滩波纹（贝纹）状的疲劳裂纹扩展区以及粗糙的瞬时最终破断区。
国标开式固定台冲床
疲劳源区为一个以疲劳核心为焦点的非常光滑、细密、海滩花样不明显的狭小区域。这是裂纹在该区扩展速度很慢而且反复张开、闭合使断面磨光的缘故。
疲劳裂纹扩展区有贝纹线。这种花样的推进线标志着部件在交变应力下断口上留下的痕迹。断口表面由于多次反复挤压、摩擦，使该区域变得较光滑，有的甚至像细瓷状。贝纹线一般从裂纹源开始，向四周推进呈弧形，它垂直于疲劳裂纹扩展方向。
瞬时断裂区是疲劳达到临界尺寸发生快速破断区域。它相似于静载拉伸断口中放射区和剪切唇区，十分粗糙。对于脆性材料，该区为结晶状脆性断口。由于该区是最后断裂区，因此可推断部件断裂前的受载应力大小，即该区占比例小时，载荷相对也小，此时轴瞬断区面积较小。
进一步分析可看到：疲劳源区与瞬时断裂区相对而且偏转一个角度，且均处于边缘，这些均表明为旋转弯曲疲劳断口。
再从断面与轴线的关系考察。断口的疲劳源区，一部分疲劳扩展区（约断口的3/5）均与轴线垂直，而另一部分扩展区以及瞬断区与轴线约成45°。这后一部分又表现出扭转疲劳断口形态，而且是正断型。
综合以上分析可知，该曲轴是疲劳断裂，开始主要为旋转弯曲疲劳开裂，发展到后期表现出带扭转的复合疲劳断裂。
