凸轮表面损伤分析及改进

发布时间：2022-01-20 20:09

　　为解决某船用发动机耐久试验中凸轮表面出现裂纹和材料剥落的问题,通过宏观形貌观察、金相分析及硬度检测等对凸轮进行失效分析,确认凸轮表面失效模式为接触疲劳失效,主要原因为凸轮在加工过程中磨削量太大,经磨削液冷却造成表面二次淬火,在长期较高的接触应力作用下,引起凸轮表面压碎,表层金属材料剥落。优化凸轮精磨过程中的磨削参数,降低磨削速度和径向进给量,再次进行耐久试验,凸轮表面完好。 

【文章来源】：内燃机与动力装置. 2020,37(03)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

凸轮表面裂纹照片

凸轮轴第2缸和第5缸排气凸轮的升程部位均存在裂纹,其他缸凸轮表面完好无损。其中第2缸排气凸轮表面裂纹有两条,裂纹方向近似轴向,见图1a)。第5缸排气凸轮表面受损严重,升程侧有多条裂纹,裂纹方向大多数近似轴向,表面的多条裂纹组合成三角形状,在裂纹表面有几处小块金属材料出现剥落,见图2。选取表面受损严重的第5缸排气凸轮进行分析。

裂纹形态切割位置如图5所示。按图5中红色虚线所示位置对第5缸排气凸轮进行切割,观察截面位置的裂纹形态。在截面的边缘位置观察到有6条裂纹,见图6。其中裂纹1、3从表面开始起裂,向凸轮内部延伸,裂纹1末端有细小的分叉;从裂纹总体长度分析,裂纹1、4、5、6的裂纹长度较短,其他裂纹长度较长;裂纹2、4、5、6在凸轮的亚表面产生,且裂纹扩展方向与表面近似平行,为典型的接触疲劳裂纹。图6 裂纹形态

【参考文献】：
期刊论文
[1]45钢轴类零件表面横向裂纹分析[J]. 朱文凯,赵宜.  现代冶金. 2019(04)
[2]柴油机凸轮副接触疲劳失效分析[J]. 陈祎博,屠丹红,宋雅丽.  柴油机. 2019(04)
[3]磨削裂纹的产生与防止[J]. 薄鑫涛.  热处理. 2019(02)
[4]新型点磨削砂轮磨削参数对磨削温度影响研究[J]. 尹国强,巩亚东,王超,崔权.  中国机械工程. 2015(06)
[5]39Cr4钢曲轴磨削裂纹的产生及避免措施[J]. 王仕杰,孙腾蛟,杨贵波.  金属热处理. 2011(06)
[6]凸轮轴磨削裂纹分析[J]. 许玲.  机械工程师. 2008(10)
[7]锭尖磨削烧伤的金相分析[J]. 陈铭,奚芳.  金属热处理. 2005(03)
[8]浅析磨削烧伤[J]. 王静.  湖北三峡学院学报. 2000(02)
[9]磨削烧伤的硬度鉴别法研究[J]. 孙晓明,岳滨,王树范,王晓慧,曲全利.  哈尔滨工业大学学报. 1995(06)



本文编号：3599445