大型離心風機聯(lián)軸器螺栓斷裂分析

1、大型離心風機聯(lián)軸器螺栓斷裂失效分析大型離心風機聯(lián)軸器螺栓斷裂失效分析【摘要】本文介紹了某發(fā)電公司一次風機聯(lián)軸器螺栓斷裂情況，從風機運行方式工頻與變頻的不同、螺栓材質及力學特性和強度性能等方面對聯(lián)軸器螺栓失效原因做了全面的分析，得出了螺栓斷裂的失效的原因除了本身材質及熱處理工藝等原因外，還與風機變頻工況下的復雜受力情況有一定的關系，最后給出了預防螺栓斷裂失效的有效措施。【關鍵詞】斷裂熱處理疲勞受力1斷裂情況簡介某發(fā)電公司的一次風機采用的是

2、沈陽鼓風機廠生產(chǎn)的型號為G926N017F的雙吸單出式離心風機，采用右旋方式、葉片前彎式結構。風機與電機連接采用膜片式聯(lián)軸器，如圖1所示，用16條螺栓連接，每側8條。聯(lián)軸器螺栓材質為45#鋼，規(guī)格為M30170。圖1膜片聯(lián)軸器示意圖在2011年3月，發(fā)現(xiàn)一次風機聯(lián)軸器防護罩下方遺落有3個螺栓螺母，檢查確認系聯(lián)軸器的螺栓的緊固螺母。就地觀測軸承振動、溫度、運行聲音等運行參數(shù)均無異常。經(jīng)停運風機之后，檢查膜片聯(lián)軸器兩側的螺栓分別斷裂2只和1

3、只。2斷裂原因分析2.1風機運行方式及螺栓受力分析據(jù)了解，該風機從2009年開始投入變頻工況運行，風機變頻運行中，由于風機轉速的頻繁變化，無形中增加了對螺栓附加的剪切應力。同時，在實際的變頻運行過程中，電機的軸向竄動量也明顯增大，造成聯(lián)軸器的軸向竄動量也增大，可能會造成螺栓軸向受力增加。如圖2所示為螺栓受力分析示意圖。2.2.2化學成分及力學性能分析（一）化學成分分析項目CSiMnSP標準值0.42～0.500.17～0.370.50～

4、0.80≤0.040≤0.040試件0.430.270.610.0320.017結論合格合格合格合格合格（二）力學性能分析項目抗拉強度σb（MPa）伸長率δ5%標準值63717試件68514結論合格不合格（三）硬度分析項目HB標準（正火態(tài)）標準（調(diào)質態(tài)）試件171187～229220～256結論不合格從上述的材質化學成分分析、力學性能分析和硬度分析的結果來看，我們能得出如下幾個結論：（1）該螺栓經(jīng)化學成份分析為45#鋼，與實際相符。（2

5、）該螺栓的抗拉強度符合45#鋼的抗拉強度標準，說明該螺栓強度合格，（3）該螺栓的斷口伸長率小于標準值，說明該螺栓塑性較差。（4）該螺栓的材質硬度低于標準值，說明該螺栓硬度不夠。2.2.3金相組織分析通過低倍組織100倍和斷裂金相組織100倍微觀檢查，發(fā)現(xiàn)組織內(nèi)存在有大量的夾雜物，說明材料原始加工存在原始缺陷。從圖3可以看到，內(nèi)壁裂紋內(nèi)充滿氧化物，裂紋尖端沿晶擴展?？拷鼉?nèi)壁組織為鐵素體＋碳化物，珠光體形態(tài)完全消失，近內(nèi)壁位置碳化物在晶界聚