第33卷(2011)第1期结构与可靠性
柴油机 Diesel Engine
曲轴断裂失效影响因素与影响机制研究
王晓青，夏水华
（黄石理工学院机电工程学院，湖北黄石435003）
Vol. 33(2011) No, 1
摘要：以生命期的视角，对断裂曲轴进行研究，发现了曲轴生命期中设计、制造、使用三个阶段和材料对曲轴断裂的相关影响因素，并试图建立曲轴断裂影响因素全集，对三个阶段和材料对
曲轴断裂的主要影响因素和影响机制进行了分析，为改善曲轴生命期质量提出了建议。关键调：曲轴；断裂；影响因素；影响机制；生命期
中图分类号：TH423.3*1
文献标识码：A文章编号：1001-4357(2011)01-0033-05
InfluenceFactorsandInfluenceMechanismofCrankshaftFracture
WangXiaoqing，XiaShuihua
(School of Mechanical and Electronic Engineering, Huangshi Polytechnic College, HubeiHuangshi 435003) Abstract: Crankshaft fracture is researched and the influence factors, including three stages during service life, design, manufacturing and usage, as well as materials are found out and the whole set of the influence factors are established preliminarily. The main influence factors and influence mechanism is
studied, and suggestions are given for improving the quality of crankshaft during its service life. Keywords: crankshaft; fracture; influence factor; influence mechanism; service life
0引言
曲轴是活塞式发动机的主要零件，曲轴断裂轻则必须停机更换，重则导致机器毁损基至重大安全事故。曲轴断裂选择简单地更换并不能排除再次断裂的风险，需要分析导致断裂的因素并加以改进。从个体看，曲轴断因千差万别，但当断裂样本数较多时，就能发现实际存在的曲轴断裂影响因素集。寻求影响因素全集的意义在于：建立生命期质量目标，通过遍历集合中的因素，达到主动改善曲轴生命质量的目的。
实际上，每一根断裂曲轴都是一个“实验”结果，弃之可惜。如果仅止于研究某一实验环境对应的实验结果，遇新的使用环境，很难有100%相符的先例可循，而忽略那些固定“实验”条件之外的影响因索，又要承担不可预知的风险。为了建立曲轴断裂影响因素集，搜集和分析了大量断裂曲轴信息，
这些曲轴来自汽车、摩托车、船舶、工程机械、机车车辆发动机和压缩机、压力机、高压泵等，曲轴服役环境和受载类型有一定代表性。考察这些“实验”样本，能够获得可为更一般条件下利用的曲轴断裂影响因素集。本项研究的目的正在于此。
曲轴断裂影响因素按阶段分类及相关性分析
曲轴生命期可分为设计、制造、使用直至失效几个阶段。曲轴断裂有的是单一因素所致，有的是一个或多个阶段多因素所致。对96根曲轴断裂的影响因素的阶段特征分析后得表1。
对表1中的数据进行处理得表2。从表中看出，96根曲轴的断裂与三个阶段和材料的相关性依次为制造、使用、材料和设计，其中70%的曲轴断裂与制造相关。
收稿日期：2010-08-11
作者简介：王晓育（1957-），女，副教授，主要从事机设计、工程图学、机械CAD教学与研究，E-mail；wangxq4321@163.com。