轴承座开裂原因分析
2021-02-15黄飞波刘昌标贺凯歌刘丽玉
失效分析与预防 2021年6期
黄飞波, 刘昌标, 黄 凯, 贺凯歌, 刘丽玉
(1.空军装备部驻常州地区军事代表室,江苏 常州 213000;2.中国航发常州兰翔机械有限责任公司,江苏 常州 213000;3.中国航发北京航空材料研究院,北京 100095)
0 引言
疲劳断裂失效在断裂前没有明显的宏观塑性变形先兆,往往造成灾难性的后果[1]。据统计,60%~80%的各种机械零件失效是由于疲劳断裂引起的[2]。轴承座虽为静子件,但因为处于发动机转动部件的环境中,不可避免地会承受一些交变载荷,引起疲劳失效[3]。而作为轴承关键转动部件的承载件,轴承座的失效也会对发动机的运转产生影响,甚至危及发动机使用安全[4]。在对疲劳失效因素的研究中,较多地关注零件材质、热处理、缺陷等,往往忽略结构尺寸,比如缺口、转接圆角等结构因素影响[5]。事实上,零件的疲劳性能不仅和材料有关,还主要和零件尺寸、结构等直接相关。对于疲劳失效尤其是高周疲劳失效,一些结构尺寸带来的公差尤其应力集中效应会导致疲劳强度急剧下降[6]。因此,研究一些设计、制造方面带来的结构尺寸对疲劳失效的影响,对预防结构件的失效有重要的工程意义。
发动机在运行60 h后分解检查,发现滚棒轴承座安装轴承外环处开裂,裂纹贯穿整个轴承外环配合面。滚棒轴承座作为发动机燃气发生器的后支点,在保证载重和刚度的情况下,还需对燃气发生器后轴承进行有效的冷却。轴承座材料为2Cr23Ni12W3Si,经固溶处理。本研究对轴承座进行宏微观观察,材质组织检查,确定其开裂性质,对开裂原因进行分析,并提出改进措施。……
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