吊鉤斷裂原因分析
吊鉤斷裂原因分析
編輯:北京凌鷹起重 瀏覽:13377 時間:2014-12-17
1、概況
2、斷口宏、微觀分析
吊鉤是起重機(jī)重要的取物裝置,國內(nèi)起重機(jī)吊鉤(75t以下)使用多的是鍛鉤。根據(jù)吊鉤結(jié)構(gòu)和受力狀況,一般認(rèn)為存在如圖1所示的三個Ⅰ-ⅠⅡ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ危險截面。文獻(xiàn)認(rèn)為Ⅱ-Ⅱ截面是吊鉤易發(fā)生疲勞變形或斷裂的危險截面。但從檢驗角度上看,Ⅲ-Ⅲ斷面處于橫截面突然變小的鉤頸退刀槽處,它是鉤尾軸部分承受拉應(yīng)力大、強(qiáng)度弱的截面。
2、斷口宏、微觀分析
該斷裂面與軸線垂直,斷口平整光亮,具有典型的脆斷特征,如圖2所示,斷裂面緊鄰凹槽處。
采用日本產(chǎn)的JSM-6300型掃描電子顯微鏡對斷口微觀特征進(jìn)行分析(以下電鏡照片左下角為外壁方向,右上角為徑向,即裂紋擴(kuò)展方向)。如圖3所示,整個斷面較為平整,但在斷裂邊緣處有一近似45b的斜斷面,寬約1mm,從圖中可看到新舊斷口全貌,中部舊裂紋是在使用過程中由于低周疲勞所形成的,右邊新斷口是瞬斷而形成的。
觀察原始斷口,發(fā)現(xiàn)存在疲勞裂紋,裂紋啟裂部位有一連續(xù)的與外圓平行的二次裂紋,見圖4。
從吊鉤受載特點看,為間歇性的大載荷,具有低周疲勞損傷特征。在低周疲勞的作用下,裂紋在邊緣啟裂后,裂紋以脆性擴(kuò)展方式不斷向內(nèi)部擴(kuò)展。在裂紋擴(kuò)展初期,除產(chǎn)生周向二次裂紋外,還出現(xiàn)了徑向二次裂紋,說明載荷比較大。
圖5為疲勞條紋形態(tài),其條紋主要為韌性條帶,此時條帶相對較窄而當(dāng)裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展時裂紋條帶逐漸變寬,從圖中還可以看到疲勞裂紋條帶較為粗大,二次裂紋非常多,即破壞已相當(dāng)嚴(yán)重。此時已預(yù)示著吊鉤的壽命快到盡頭了。
后斷裂特征為典型的脆性斷裂,見圖6。裂紋擴(kuò)展到后,出現(xiàn)穿晶型的快速撕裂,由于該軸較為粗大,心部受力狀態(tài)為三向應(yīng)力狀態(tài),所以斷裂特征宏觀上呈現(xiàn)出瓷狀光亮的斷口(如圖2),微觀上為放射狀特征,見圖6。
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