活塞杆断裂原因分析与技术措施

根据活塞杆断口的宏观和微观形貌特征，结合活塞杆的交变载荷工况，判断活塞杆断裂属于机械疲劳失效。活塞杆材质的微观组织中发现了较多的MnS非金属夹杂物，削弱了活塞杆的承载能力，再加上组织中含有较脆的粗大贝氏体组织，这些都降低了活塞杆的抗疲劳强度，从而导致活塞杆短期内就发生疲劳断裂失效。

一种活塞杆与十字头连接结构的改进

工艺流程用往复活塞压缩机是广泛应用于各行业中的一种重要设备，十字头是曲柄连杆机构中将驱动机的旋转运动转化成往复直线运动的重要机件。十字头与活塞杆连接方式有很多种。螺纹连接、联轴器连接、法兰连接和楔连接。图1是螺纹连接中的一种结构，其特点是十字头与活塞杆依靠螺纹连接，用液压螺母紧固。此种方式结构简单，活塞与气缸间的止点间隙可通过活塞杆与十字头的连接螺纹调节。但由于十字头与液压螺母是紧密贴合的，活塞杆在此区间所能产生的弹性变形非常小，即使安装时给予了很大的预紧力，中臂活塞杆，在受到冲击载荷时仍易松动。且活塞在调整止点间隙时需连活塞部件一起旋转，对尺寸大、重量重的活塞非常不便。

活塞杆金相组织检测分析

将试样用4%硝酸酒精溶液浸蚀，制备成金相试样，利用金相显微镜对试样进行金相组织分析。由图8活塞杆金相组织可以看出，活塞杆，活塞杆组织分布不均匀，加工活塞杆，呈现轴向条带状分布，这是活塞杆毛坯料扎制形成的。呈现条带状分布的金相组织中，一部分区域为比较粗大的贝氏体组织，一部分区域为细小的索氏体组织，中心穿孔活塞杆，这说明活塞杆制造过程中的热处理状态为调质热处理，但是热处理不完全，未形成全部索氏体组织，含有较脆的粗大贝氏体组织，从而降低了活塞杆的抗疲劳强度。

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