推土機終傳動樞軸斷裂分析及對策

樞軸（見圖1）支承整個推土機的重量，以某機型為例，推土機重達15t。由于客戶使用工況復(fù)雜，在推土作業(yè)過程中又受到較大的沖擊力，在設(shè)計時要求樞軸具有足夠高的抗疲勞強度、優(yōu)良的沖擊韌度。材質(zhì)一般采用中碳合金鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理達到良好的綜合力學(xué)性能。樞軸斷裂在工程機械部件失效案例中極為罕見，尤其是脆性斷裂。

本文通過對突然失效斷裂樞軸進行了宏觀斷口、掃描電鏡、顯微金相、光譜、力學(xué)性能等理化方面的檢測，并結(jié)合制造工藝分析了造成樞軸斷裂主要原因，通過改進措施，解決了該問題。

1.樞軸的制造及裝配

為確保樞軸良好的綜合力學(xué)性能，目前樞軸常采用中碳合金鋼，本文提到的樞軸采用40CrMn。

制造工藝流程：鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→局部表面感應(yīng)淬火→精加工。樞軸裝配于臺車總成上，一端通過螺栓固定在推土機上，承受整臺推土機的重量，如圖2所示。

2.樞軸的失效斷裂及理化檢驗

某機型推土機在工作服役過程中突然斷裂失效，其工作環(huán)境為工況復(fù)雜的山石開采和水泥砂漿施工工地，工作環(huán)境為10～35℃。斷裂位置位于樞軸裝配軸承后與臺車架安裝結(jié)合處（見圖3），宏觀斷口光亮而平齊，無疲勞貝紋線等特征，斷口擴展區(qū)具有“人字紋”花樣，軸直徑100mm，為典型脆性斷裂（見圖4）。

采用粗糙度儀對其表面粗糙度進行測量分析，成分合格，經(jīng)計算材料的DI值在110～120，處于該材質(zhì)標準要求的中線范圍，淬透性能適中。下圖是我公司自主研發(fā)產(chǎn)品粗糙度儀，SR110粗糙度儀廣泛應(yīng)用于機械加工、航空航天、汽車零配件、通訊、電力、電子等行業(yè)，也適用于高校、科研院所、技術(shù)監(jiān)督局、特檢院等。