针对铸钢件连接头断裂机理改进措施的论文.pdfVIP

针对铸钢件连接头断裂机理改进措施的论文--第1页

针对铸钢件连接头断裂机理改进措施的论文

针对铸钢件连接头断裂机理改进措施的论文

摘要：针对矿用液压支架连接头使用不久断裂的问题，对连接头

进行了各种理化分析并且在与同种类型产品的相互比较下，找出连接

头断裂的原因，并结合分析结果，提出连接头在热处理工艺和设计方

面的优化措施，以此改善连接头性能，降低失效率。改进后的连接件，

经过使用反馈，确定其能够满足现场的工作需求，应用前景良好。

关键词：连接头;断裂机理;液压支架

1.概述

铸造业是制造业的重要组成部分，是关系国民生计的重要行业。

铸造技术在石化、电力、造船、钢铁、汽车装备制造、纺织等支柱产

业中应用广泛。我国在铸造技术领域的研究不断趋近国际先进水平，

但转化为现实生产力的少，行业整体技术水平落后[1]。矿用液压支架

用铸钢件连接头，连接了液压支架与刮板运输机，是推溜和拉架是主

要受力部件[2-3]。以伊泰宝山液压支架为例，使用一段时间后，断裂

连接头的比率高达44.4%，给生产带来了极大的隐患。国内外学者对

连接头的断裂原因作过相应的分析，郝玲[4]用三维建模和有限元软件

对液压支架连接头进行分析，确定应力和应变的变化状况，在特种工

况下从结构上对连接头优化设计。汤国强[5]从化学成分上分析连接头

的断裂原因，提出淬火后延长保温时间的工艺措施。李晓霞[6]针对连

接头铸造裂纹产生机理进行研究，并对热处理工艺进行改进，效果良

好。为保证安全生产，在对断裂连接头进行对比、检测的基础上，找

到连接接头断裂的原因，从而适当调整热处理工艺、优化设计，避免

连接头断裂现象的发生。

2.断裂连接头分析

2.1化学成分组成

钢液品质方面，在现有设备下进行了严格的控制。检测样品为原

材料经过分拣、炉前经过检测的标准溶液试样，检测设备为直读光谱

仪。按照GB/T-1987《冶金产品化学分析方法标准的总则及一般规定》

针对铸钢件连接头断裂机理改进措施的论文--第1页

针对铸钢件连接头断裂机理改进措施的论文--第2页

对其进行材质分析，结果显示成分合格，因此认为钢液品质并非造成

连接头断裂的主要因素。化验成分如表1所示：

2.2结构设计合理性对比

在结构设计合理性方面，通过与同一采面S公司生产的同一类型

产品自行对比以及和文献液压支架连接铸造热裂纹缺陷的研究[5]的对

比分析，发现结构相似或相同，结合平煤机连接头断裂率较低的.事实，

确认其并非造成连接头断裂高的主要因素。

2.3铸造缺陷

为验证是否是铸造缺陷造成连接头断裂率高的因素，对断裂最明

显的蒙泰支架连接头进行断面分析和金相检测，断面分析未发现明显

的夹渣、气孔、疏松等铸造缺陷。金相检测中，也未发现明显铸造缺

陷，如平煤机断裂连接头的金相结果图1所示，因此确认其并非造成

连接头断裂率高的主要因素。

2.4金相组织检测

该检测按照《金属纤维组织检测方法》，检测显示，平煤机连接

头达到2级，金相结果如图1所示。三一重工公司该类型连接头晶粒

度5级，如图2所示，结合机械性能实验中平煤机连接头试样延伸率

和冲击功远低于三一重工公司连接头试样分析，是由于正火不充分心

部粗大晶粒没有得到细化，导致晶粒粗大及混晶组织，在调制处理中

发生晶粒的遗传效应，继承了晶粒粗大的缺陷，造成材料韧性低、脆

性大。正火不充分是造成连接头断裂率高的主要原因。

2.5强度试验

取断裂连接