失效螺钉的原因分析

yayanjust · 发表于 2012-12-22 19:05:48

西渡高速钢发表于 2012-12-21 07:40
从你的话语，我猜测，你是代表车间装配人的利益者，如此，一些话我得对你说：
我们现在是在分析 ...

呵呵，首先感谢你的回复和你对质量的态度。
关于对我的立场问题，你弄错了。我属于质管部理化室，装配属于总装的，不是一个部门。诚如你所说“不是首先确定该是谁来承担责任。只有科学地分析事故原因，才能确定正确的改进防范措施，是为了工作本身的有效。”
做为一个管技术的人员，我们首先得要弄清其生产和工作的环境和零部件使用的过程可能出现的情况，所以我到生产现场等进行考察和咨询（当然也有可能有一些细节被忽略）。正因如此我才有我第一个假设存在。
至于你说的公正心的问题，这个说个实话，我只信理，相信搞技术的绝大多数都跟我一样有这种偏执狂（或许我说得有点绝对，请海涵）。

yayanjust · 发表于 2012-12-22 19:17:31

ccfx99 发表于 2012-12-21 10:20
刚注意到：螺钉的螺杆部分只有一面出现擦伤的情况，如果该擦伤与断口符合，那么断裂原因就是
凸轮轴在转动 ...

你这话很有道理，这个螺钉就我所知也就这一例发生这种情况，其余正常得拆下来没有一例有摩擦的痕迹。但有一个问题，如果是弯曲疲劳断裂，那摩擦的位置是不是就有点不对呢

西渡高速钢 · 发表于 2012-12-20 09:55:34

本帖最后由西渡高速钢于 2012-12-20 10:26 编辑

用于螺栓的材料，无论什么材质，都是一般要求调质硬度（有的为增加强度，热处理硬度稍微高一点，达到HRC33-38）,若其主动失效，断口必然呈现疲劳断裂的特征，无论其原来是否有缺陷还是无缺陷。
你所展示的螺栓断口，除在螺纹根部出现多源开裂特征外，整个断口无疲劳特征，表明其断裂前，受额外巨力所致，属于被动失效零件，故事故的原因，肯定不是该螺栓的责任。

清霜 · 发表于 2012-12-16 21:01:19

又做同批对比吗？一起处理的零件怎样？如果不是个别问题还要考虑其他螺钉哦。做对比吧。

yayanjust · 发表于 2012-12-16 21:02:50

文件上传失败，郁闷，传了N次了，可能是图片太大了吧，现改为QQ截图了

yayanjust · 发表于 2012-12-16 20:35:30

本帖最后由 yayanjust 于 2012-12-16 20:46 编辑

使用环境：该螺钉装在摩托车发动机的气缸头上，用于固定左右端盖，其螺杆部分横穿凸轮轴的内孔。
下面是失效件以及体式镜（低倍）的观测情况，金相组织无异常，断面无镀铬层，维氏硬度检测无异常（螺钉硬度为26、27HRC，强度为8.8级，螺钉表面镀铬）。
现有2种分析，请各位大侠们给点意见：1、判定为螺钉打入端盖时有偏移，凸轮轴在转动时导致螺杆摩擦和向凸轮轴内径的挤压导致失效，但问题点是螺纹断裂面无塑性变形；2、螺钉一开始就有问题（螺钉断面局部地方有锈迹，亮的地方因为镀铬的原因导致看上去发亮），在装配后随着时间出现断裂（装配后螺钉处于拉力状态）。
注：下面的图片是经过汽油清洗后的照片

[img][/img]

ccfx99 · 发表于 2012-12-17 08:25:43

没完全看明白这个结构，可以肯定该螺钉受侧向力断裂，转配或尺寸问题可能性大，所以倾向：1、判定为螺钉打入端盖时有偏移，凸轮轴在转动时导致螺杆摩擦和向凸轮轴内径的挤压导致失效，

ccfx99 · 发表于 2012-12-21 10:20:08

刚注意到：螺钉的螺杆部分只有一面出现擦伤的情况，如果该擦伤与断口符合，那么断裂原因就是
凸轮轴在转动时导致螺杆摩擦和向凸轮轴内径的挤压导致失效！
你可以不接受弯曲疲劳断裂说法，但解决这个摩擦干涉问题，这个断裂问题就可以解决。不妨试试，希望你能告诉我最后试验结果。

ccfx99 · 发表于 2012-12-21 10:03:49

yayanjust 发表于 2012-12-19 22:41
弯曲力可以这么解释：由于盖板螺孔得垂直度不好，导致再装机得时候螺钉打入盖板里使螺钉并未处于凸轮轴 ...

从你的断口看判断弯曲疲劳断裂没有问题，问题是弯曲力来自哪里，当然摩擦痕迹是最可能的来源，不知摩擦痕迹相对于断口在哪一面，还有就是工作振动或重力等都是可能的因素，没有整体装配图很难判断。

yayanjust · 发表于 2012-12-17 20:14:49

lutian 发表于 2012-12-16 23:48
断裂的位置拧下去有多深，螺纹拧到底的时候还连着另一个零件吗

13.JPG图可以看出，这个不用另说明

lutian · 发表于 2012-12-16 23:48:57

断裂的位置拧下去有多深，螺纹拧到底的时候还连着另一个零件吗

yayanjust · 发表于 2012-12-16 21:03:57

清霜发表于 2012-12-16 21:01
又做同批对比吗？一起处理的零件怎样？如果不是个别问题还要考虑其他螺钉哦。做对比吧。

你好，这个是市场发现的，只有一例，如果都是这样那就麻烦了。

cmz · 发表于 2012-12-17 09:23:03

yayanjust 发表于 2012-12-16 21:03
你好，这个是市场发现的，只有一例，如果都是这样那就麻烦了。

我觉得清霜的意思是你应该在取一个没有断裂的螺栓做对比，不是说那已经断裂的做比较

ccfx99 · 发表于 2012-12-19 13:49:52

yayanjust 发表于 2012-12-17 20:19
我也是这么想的，但螺纹部分无塑性变形，这个无法解释

为什么一定要有塑性变形，这是个弯曲疲劳断裂，我不熟悉这个零件的整体受力情况，但我认为这个结构在该位置受弯曲力是不合理的，建议你查一下为什么会受弯曲力，该力是否合理？

ccfx99 · 发表于 2012-12-19 13:51:35

本帖最后由 ccfx99 于 2012-12-19 13:52 编辑

发个整体照片

NUS24204 · 发表于 2012-12-17 11:22:27

我觉得还是先区分韧断还是脆断,图片中的端盖凸台也有断裂缺了一块,是不是工作中有异常现象.
紫色区域感觉裂纹源比较多,红色瞬间断裂区的韧窝的宽度也有一点旋转变形.
这颗螺栓的工作环境,工作温度,工作原理比较复杂.分析要非常小心..

yayanjust · 发表于 2012-12-17 20:18:47

cmz 发表于 2012-12-17 09:23
我觉得清霜的意思是你应该在取一个没有断裂的螺栓做对比，不是说那已经断裂的做比较

对比什么呢，硬度？金相？
你可能没明白我的意思。我是说这种事故是个例，其余装在发动机到市场的（同批零件）暂时未出现此种情况。正常的情况螺钉的螺杆光滑，无摩擦划痕，螺纹部分完好，不断裂。

yayanjust · 发表于 2012-12-17 20:19:49

ccfx99 发表于 2012-12-17 08:25
没完全看明白这个结构，可以肯定该螺钉受侧向力断裂，转配或尺寸问题可能性大，所以倾向：1、判定为螺钉打入 ...

我也是这么想的，但螺纹部分无塑性变形，这个无法解释

yayanjust · 发表于 2012-12-17 20:27:05

NUS24204 发表于 2012-12-17 11:22
我觉得还是先区分韧断还是脆断,图片中的端盖凸台也有断裂缺了一块,是不是工作中有异常现象.
紫色区域感觉裂 ...

呵呵，谢谢你的分析。
对于端盖凸台的断裂，可以理解为螺钉出现故障后导致其出现失效的，从断裂的痕迹可以明显的推出其断裂的原因是因为旋转导致的。

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