雙轉(zhuǎn)子斷裂失效的實(shí)驗(yàn)研究

1抗擊式破產(chǎn)的結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)1.1用于粗碎轉(zhuǎn)子本文討論的破碎模型為2pf-121，由安徽省華南縣永興水泥公司供應(yīng)。外殼中有兩個(gè)平行排列的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。這兩個(gè)電機(jī)不在同一水平面。第一和第二個(gè)雙殼的第一個(gè)位置略高于第二個(gè)表面的第二個(gè)表面。第一卷用于厚碎，第二卷旋轉(zhuǎn)更大，用于完成成品。第一級(jí)旋轉(zhuǎn)八片板，分布在四排，第二層安裝十二根螺旋，分為六根。這兩個(gè)電機(jī)分別由兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并以具有液位監(jiān)測(cè)功能的方式將其安裝在兩個(gè)電機(jī)之間。穿透腔反擊板的第一個(gè)和第二個(gè)側(cè)板上安裝了不同的調(diào)整彈簧，以將身體分為兩個(gè)破腔。在腔反擊板和第二反擊板的底部，有不同大小的擊裂板條罩板，以消除單個(gè)塊的排水，并確保成品的均勻性。1.2第二次攻擊反滲透膜的打擊,最終生產(chǎn)成品該機(jī)的主要工作部件使帶有板錘的高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向使板錘自上而下的迎擊進(jìn)料口投入的物料,物料受到?jīng)_擊,并被告訴拋向機(jī)殼內(nèi)的反擊板,受到第二次的沖擊,在從反擊板反彈出來(lái),受到板錘的再次打擊,在往返打擊過(guò)程中物料塊之間還相互碰撞.上述過(guò)程如此反復(fù),最終生產(chǎn)出成品.2斷裂斷裂帶的照片破碎機(jī)型號(hào)為2PF-1212(雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機(jī)),破碎機(jī)內(nèi)二個(gè)轉(zhuǎn)子體于2004年3月6日16時(shí)40分鐘,突然發(fā)生斷裂,設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞,被迫停產(chǎn)檢修.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作人員介紹(裝機(jī)時(shí)間,運(yùn)轉(zhuǎn)周期等略),轉(zhuǎn)子斷裂前破碎運(yùn)行正常無(wú)任何征兆,是突發(fā)性的斷裂事故.破碎機(jī)中的二轉(zhuǎn)子在板錘鑲嵌槽的部位,沿軸向完全斷裂成三部分,其中兩部分?jǐn)嗔洋w尺寸較小,各占轉(zhuǎn)子體的四分之一,而另一塊斷裂體尺寸較大,占轉(zhuǎn)子體的二分之一.一轉(zhuǎn)子在同樣的部位斷裂成二部分,兩塊斷裂體的尺寸相差不多,各占轉(zhuǎn)子體的二分之一.兩根轉(zhuǎn)子軸也斷裂,斷裂部位均在φ320處.下圖是斷裂轉(zhuǎn)子體的實(shí)物照片,從照片a)和b)中可以清晰看到寬約4～5cm,長(zhǎng)約50～60cm的兩處陳舊裂紋.在照片c)和d)中可以看到一字形和A字型的鑄造缺陷(箭頭所指).另在兩斷裂的轉(zhuǎn)子體上,在板錘鑲嵌槽底部可見(jiàn)有明顯的風(fēng)焊切割所留痕跡,表面粗糙氧化嚴(yán)重.在一轉(zhuǎn)子體上距軸孔表面20mm～30mm處有一個(gè)寬3mm,長(zhǎng)35mm的鑄造缺陷,內(nèi)有氧化物.在裂紋表面處最小的橫斷面尺寸為85mm.3失敗分析與預(yù)防措施3.1宏觀分析1鑄造缺陷引發(fā)的斷裂在一轉(zhuǎn)子體上距軸孔表面20mm～30mm處有一寬3mm,長(zhǎng)35mm的鑄造缺陷,內(nèi)有氧化物,可能是導(dǎo)致一轉(zhuǎn)子體斷裂的原因;第三反擊體調(diào)整彈簧架損壞,均整板部位損壞,個(gè)別的主軸承座有輕微損壞,可能是源于轉(zhuǎn)子體安裝板錘處的風(fēng)焊.2硬測(cè)試對(duì)殘骸取樣進(jìn)行硬度測(cè)試,發(fā)現(xiàn)其硬度低于HRC10,可見(jiàn)此硬度值遠(yuǎn)低于規(guī)定的使用硬度,不符合軸類零件的使用要求.3.2微觀分析3.2.1轉(zhuǎn)子板錘鑲嵌槽表面缺陷.在斷裂體上取樣進(jìn)行斷口分析和金相組織分析,其結(jié)果如下.從圖2斷口掃描電鏡照片可以看出,其斷裂方式為沿晶和解理混合斷裂,解理刻面平整粗大,見(jiàn)圖a)和b).靠近板錘鑲嵌處,距離表面約0.5mm深處存在有不規(guī)則皮下氣孔,見(jiàn)圖c)和d).另外,現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí),在二轉(zhuǎn)子板錘鑲嵌槽中部的裂紋表面上發(fā)現(xiàn)一最大深度為5mm,長(zhǎng)15mm的半圓形陳舊裂紋,裂紋表面嚴(yán)重氧化,并有液態(tài)金屬流淌的痕跡.3.2.2顯微組織的變化圖3是試樣不同熱處理狀態(tài)的顯微組織.為金相組織照片,其中圖a)是在轉(zhuǎn)子體上取樣直接觀察的金相組織照片,組織粗大,具有大塊自由鐵素體存在,并有較多的魏氏組織鐵素體存在.根據(jù)組織狀態(tài)初步判斷,轉(zhuǎn)子體未經(jīng)熱處理,屬于鑄造狀態(tài).自由鐵素體的尺寸與斷口中的解理刻面的大小相當(dāng).圖b)是920℃正火態(tài)的顯微組織,正火后的試樣組織變得很細(xì)小、均勻,具有良好的機(jī)械性能.同時(shí)在基體中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)球形夾雜,它破壞了基體的連續(xù)性,降低零件的強(qiáng)度,件的過(guò)早失效;圖c)淬火后的組織為板條馬氏體,圖d)是900℃淬火加550℃回火的調(diào)質(zhì)態(tài)組織,調(diào)質(zhì)后的組織為回火索氏體,組織更加均勻、細(xì)小.另外進(jìn)行了硬度檢測(cè),直接取樣樣品的硬度為HB90～110,正火態(tài)樣品的硬度為HB160～190,調(diào)質(zhì)態(tài)樣品的硬度為HB240～260.另外從能譜的半定量分析發(fā)現(xiàn)(圖4、圖5):①斷裂體中存在O,Si,Ca等非金屬元素.②可能形成SiO2,Fe2O3,CaO非金屬夾雜物,降低鑄件的加工質(zhì)量.③從縮松的成分表看到氧的含量很高,產(chǎn)生其原因可能是縮松與外界相通,加速其氧化過(guò)程,結(jié)果導(dǎo)致零件失效.④氣孔基體周圍的可見(jiàn)兩種不同的小晶胞突出于基體表面,能譜分析表明它與基體成分基本一致.小晶胞可能是沒(méi)有長(zhǎng)大的樹枝晶的晶胞,形成其原因是由于在其剛剛形成并要長(zhǎng)大的過(guò)程中,無(wú)充分液體補(bǔ)充.4鑄造缺陷導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失效通過(guò)分析可以