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1沖床曲軸

沖床的主要旋轉(zhuǎn)機(jī)件，裝上連桿后，可承接連桿的上下（往復(fù)）運(yùn)動(dòng)變成循環(huán)（旋轉(zhuǎn)）運(yùn)動(dòng)。是沖床床身上的一個(gè)重要的機(jī)件，其材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個(gè)重要部位：主軸頸，連桿頸，（還有其他）。主軸頸被安裝在床身上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與沖床滑塊連接，是一個(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲軸的潤(rùn)滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤(rùn)滑和兩頭固定點(diǎn)的潤(rùn)滑． 曲軸的旋轉(zhuǎn)是沖床的動(dòng)力源。也是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的源動(dòng)力。

2沖床曲軸斷裂分析

沖床運(yùn)行轉(zhuǎn)速約為54r/min，服役約半年后曲軸發(fā)生斷裂。斷裂發(fā)生在曲拐的軸頸處，該處直徑為130mm。

該斷口表現(xiàn)較典型的疲勞斷口形貌。即有三個(gè)區(qū)域：箭頭所指的疲勞源區(qū)、呈現(xiàn)海灘波紋（貝紋）狀的疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)以及粗糙的瞬時(shí)終破斷區(qū)。

疲勞源區(qū)為一個(gè)以疲勞核心為焦點(diǎn)的非常光滑、細(xì)密、海灘花樣不明顯的狹小區(qū)域。這是裂紋在該區(qū)擴(kuò)展速度很慢而且反復(fù)張開、閉合使斷面磨光的緣故。

疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)有貝紋線。這種花樣的推進(jìn)線標(biāo)志著部件在交變應(yīng)力下斷口上留下的痕跡。斷口表面由于多次反復(fù)擠壓、摩擦，使該區(qū)域變得較光滑，有的甚至像細(xì)瓷狀。貝紋線一般從裂紋源開始，向四周推進(jìn)呈弧形，它垂直于疲勞裂紋擴(kuò)展方向。

瞬時(shí)斷裂區(qū)是疲勞達(dá)到臨界尺寸發(fā)生快速破斷區(qū)域。它相似于靜載拉伸斷口中放射區(qū)和剪切唇區(qū)，十分粗糙。對(duì)于脆性材料，該區(qū)為結(jié)晶狀脆性斷口。由于該區(qū)是后斷裂區(qū)，因此可推斷部件斷裂前的受載應(yīng)力大小，即該區(qū)占比例小時(shí)，載荷相對(duì)也小，此時(shí)軸瞬斷區(qū)面積較小。

進(jìn)一步分析可看到：疲勞源區(qū)與瞬時(shí)斷裂區(qū)相對(duì)而且偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，且均處于邊緣，這些均表明為旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞斷口。

再?gòu)臄嗝媾c軸線的關(guān)系考察。斷口的疲勞源區(qū)，一部分疲勞擴(kuò)展區(qū)（約斷口的3/5）均與軸線垂直，而另一部分?jǐn)U展區(qū)以及瞬斷區(qū)與軸線約成45°。這后一部分又表現(xiàn)出扭轉(zhuǎn)疲勞斷口形態(tài)，而且是正斷型。

綜合以上分析可知，該曲軸是疲勞斷裂，開始主要為旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞開裂，發(fā)展到后期表現(xiàn)出帶扭轉(zhuǎn)的復(fù)合疲勞斷裂。