龚 侯，林楚新

(中国航发湖南动力机械研究所，湖南 株洲 412002)

叶轮转轴断裂分析

龚 侯，林楚新

(中国航发湖南动力机械研究所，湖南 株洲 412002)

叶轮转轴在工作中断裂，通过对故障转轴及其断口进行宏微观检查、砂轮越程槽圆角半径测量、金相组织观察、化学成分分析、力学性能测试等，对断裂原因进行分析，并对转轴相关零组件进行完整性分析。结果表明：转轴断口性质为疲劳断裂，裂纹源在砂轮越程槽底部；叶轮偏载是导致转轴发生疲劳断裂的主要原因；转轴的强度和硬度偏高,对裂纹萌生和扩展有较大的促进作用；建议转轴调质前粗车台阶或调整热处理制度，改善裂纹源处组织，提高转轴疲劳寿命。

转轴；疲劳断裂；偏载；调质；热处理制度

0 引言

45钢为优质碳素结构钢，硬度不高且易切削加工。调质处理后零件具有良好的综合力学性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是一些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等零件。近年来，这类零件受到交变、振动等载荷的作用快速增加，其中由疲劳引起的失效案例也日渐增多。失效主要是指某零部件由于某种原因导致尺寸、材料的组织或性能等的变化而不能圆满地完成指定的功能。失效的形式主要有断裂、腐蚀和磨损3种，其中以断裂的危害最大。

立式离心风机叶轮的转轴材料为φ45 mm的45钢，经调质处理。该风机的电机和叶轮为垂直安装，叶轮位于电机的上方，正常工作时有变速和停机过程，其中叶轮为焊接结构，与转轴为锥套接，平键传扭。……