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【请教大师傅】10.9级螺栓断裂,原因是什么?

楼主发表于 2017-12-01 13:32 悬赏分:50
 
 
如图所示,材料:40Cr,调质处理 10.9级 缸头螺栓,M10×1.25,L=80
客户装配后 启动发动机时发生断裂。
排查同批次产品,硬度、金相、R尺寸、拉力、扭矩、氢脆、头部坚固性等均符合国家相关标准,也排除氢脆。
将断裂件送第三方检测后结论为:断裂处未发现原始裂纹、非金属夹杂、折叠等原始缺陷,造成断裂原因为裂纹源处承受较大三向应力作用下发生瞬间过载断裂。
现客户提出:需要我们提出建议,从使用角度进行排查,什么原因导致断裂。
已知条件:客户装配扭矩为38-42N.m,但复查扭力值,有50-60N.m,但扭力大于工艺扭矩,断裂也该在螺纹出呀,请各位大神支招,从什么地方查找,能够让不良再现。

1发表于 2017-12-01 13:52
 
这是明显的脱头断裂,我有遇见过几次这种问题,最好的改变方法是加大头下R角和增加法兰面厚度可很好改善。
签名:讲诚信择善而行、功德建在不知不觉中
2发表于 2017-12-01 22:08
 
疲劳强度不够,导致过载安装后疲劳断裂。疲劳强度差的原因可能是头部R未强化,沉头尺寸过深、回火温度在下限导致韧性不够等综合因素导致。
3发表于 2017-12-04 09:39
 
进度:我们提出缸头的平面与内螺纹不垂直,客户检查后断裂那台机器垂直度为0.3,需要安装4件螺栓,我们建议4件螺栓分别使用30N,40N,50N,60N的力矩安装在该机器上,然后启动后实验是否断裂。
另M10×1.25的破坏扭矩是大于91N.m,60多N会不会存在过载。不清楚气缸里螺栓能承受多大的力??
4发表于 2017-12-04 09:40
 
进度:我们提出缸头的平面与内螺纹不垂直,客户检查后断裂那台机器垂直度为0.3,需要安装4件螺栓,我们建议4件螺栓分别使用30N,40N,50N,60N的力矩安装在该机器上,然后启动后实验是否断裂。
另M10×1.25的破坏扭矩是大于91N.m,60多N会不会存在过载。不清楚气缸里螺栓能承受多大的力??
5发表于 2017-12-04 09:59
 
建议自行做一次氢脆锁紧试验:
测5个破坏扭矩,取最小值乘以0.9所得值设定为拧入扭矩;锁紧30-50个螺栓,24个小时后用设定的扭矩动一下如脱头断裂就有问题,如自动脱头断裂了就有严重的问题。前面说过了,头下加大R角可改善。
签名:讲诚信择善而行、功德建在不知不觉中
6发表于 2017-12-05 08:35
 
路过看看,增加头下R角应该可以解决断头问题
签名:不锈钢自攻牙板第一品牌,非标牙板权威生产厂家【强稳牙板】13544786886
7发表于 2017-12-05 17:04
 
进度:我们提出缸头的平面与内螺纹不垂直,客户检查后断裂那台机器垂直度为0.3,需要安装4件螺栓,我们建议4件螺栓分别使用30N,40N,50N,60N的力矩安装在该机器上,然后启动后实验是否断裂。
另M10×1.25的破坏扭矩是大于91N.m,60多N会不会存在过载。不清楚气缸里螺栓能承受多大的力??
首先我要说的是:汽缸螺丝安装是必须按照规定,四个螺丝要对角分别进行紧固,并且要分成3~4次逐步进行,要求每次紧固的力要一致(用扭力扳手),锁紧扭力是破坏扭力的75%~80%(按照日本的技术要求可以是破坏扭力的85%,但是必须在锁紧后再退回1/4~1/3圈。具体原理篇幅过长分别交流)。所以你要求用四种不同的力是不可以采用的方法(在受到同一的力时,锁紧力高的受的力最大 应该先断)。
我认为:1.要知道汽缸的力(通过压缩比及气体的膨胀爆发可以计算出气缸盖所受的力)。 2.应该用与气缸盖相同的锁紧力锁紧试样,检测螺丝的拉力及伸长变形曲线以及断裂样品作分析,容易找到原因。
另外我从你的图片中看到,螺丝头部的垫圈面有弧度,这样造成螺丝与气缸盖的接触面小了,头部的受力相应的集中(垫圈面应该是与螺丝轴线有一个垂直度的要求)。
建议:1.垫圈面要平,要与螺丝轴线垂直。 2.可以在垫圈面下面做一个与螺丝外径相同的台阶(光杆),台阶的高度是比气缸盖厚度低最少3个螺距以上,并且使用时必须在垫圈面下要加一个M10的平垫。
以上仅供参考, 讨论指正!
8发表于 2017-12-06 16:09
 
对头R角加到0.8-1.0,既然所有数据都符合标准那就是设计问题
9发表于 5天前
 
客户改用12.9级螺栓
签名:久经风雨几多愁......
10发表于 4天前
 
提升一档材料,比如用SCM435做10.9级,用SCM440做12.9级,改善螺丝的韧性,降低脆性看看。
签名:螺丝哥
11发表于 4天前
 
引用 7楼 随缘之人 的回复
进度:我们提出缸头的平面与内螺纹不垂直,客户检查后断裂那台机器垂直度为0.3,需要安装4件螺栓,我们建议4件螺栓分别使用30N,40N,50N,60N的力矩安装在该机器上,然后启动后实验是否断裂。
另M10×1.25的破坏扭矩是大于91N.m,60多N会不会存在过载。不清楚气缸里螺栓能承受多大的力??
首先我要说的是:汽缸螺丝安装是必须按照规定,四个螺丝要对角分别进行紧固,并且要分成3~4次逐步进行,要求每次紧固的力要一致(用扭力扳手),锁紧扭力是破坏扭力的75%~80%(按照日本的技术要求可以是破坏扭力的85%,但是必须在锁紧后再退回1/4~1/3圈。具体原理篇幅过长分别交流)。所以你要求用四种不同的力是不可以采用的方法(在受到同一的力时,锁紧力高的受的力最大 应该先断)。
我认为:1.要知道汽缸的力(通过压缩比及气体的膨胀爆发可以计算出气缸盖所受的力)。 2.应该用与气缸盖相同的锁紧力锁紧试样,检测螺丝的拉力及伸长变形曲线以及断裂样品作分析,容易找到原因。
另外我从你的图片中看到,螺丝头部的垫圈面有弧度,这样造成螺丝与气缸盖的接触面小了,头部的受力相应的集中(垫圈面应该是与螺丝轴线有一个垂直度的要求)。
建议:1.垫圈面要平,要与螺丝轴线垂直。 2.可以在垫圈面下面做一个与螺丝外径相同的台阶(光杆),台阶的高度是比气缸盖厚度低最少3个螺距以上,并且使用时必须在垫圈面下要加一个M10的平垫。
以上仅供参考, 讨论指正!
感谢您的回复、
使用30N,40N,50N,60N的力矩安装在该机器上,是为了再现断裂的实验,查找是否是扭矩安装的不合理
但是结果是螺栓并没有断。

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