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某型電機(jī)是叉車行走電機(jī)，出廠前做行走測(cè)試時(shí)電機(jī)軸斷裂。為找出斷裂原因，給改善產(chǎn)品質(zhì)量提供依據(jù)，需做失效分析。圖1為送檢的斷軸； 圖2 是與斷軸同批次生產(chǎn)，未使用的新軸，做失效分析對(duì)比用。 為后面敘述方便，在圖1中標(biāo)出斷口位置，斷口左邊的部分標(biāo)為“前段”，斷口右邊的部分用“后段”表示；在圖2中，將斷裂處的R用“根圓”標(biāo)示，電機(jī)軸有3處軸承配合表面，分別用S1～S3標(biāo)示。

2  檢查分析
2.1  外觀檢查

2.2  顯微檢查

2.2  硬度試驗(yàn)

2.3  金相檢查

2.4  SEM分析

2.5  化學(xué)成分分析

3  理論分析
如圖22所示，電機(jī)軸是豎直放置，正常工作過程中，主要受扭轉(zhuǎn)力的作用。如果工作過程中，輸出端的軸承有穿動(dòng)現(xiàn)象，那么軸在軸承配合表面容易磨損或變形。軸材料硬度越低，磨損和變形加劇。軸承配合間隙隨之增大，軸承套與軸S1表面配合松動(dòng)，振動(dòng)加速度變大，當(dāng)齒輪嚙合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定間隔的較大沖擊力F。如果以電機(jī)軸軸心為圓心，圓心到齒輪嚙合位置為半徑畫圓，那么齒輪嚙合產(chǎn)生的沖擊力主要沿圓周方向，與半徑相切。參考裝配圖，S2軸承承載部分通過螺栓聯(lián)接，與大減速齒輪實(shí)際成為一個(gè)整體。假設(shè)S2表面到齒輪嚙合處距離為L(zhǎng)，那么沖擊力對(duì)軸S2的扭矩M=F*L，F(xiàn)越大，M也越大。
斷裂部位在軸與軸肩過渡處，此位置直徑發(fā)生突變。實(shí)際根圓半徑太小，圓角與直邊接點(diǎn)不相切，應(yīng)力集中程度大，容易開裂。材料強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度越低，開裂趨勢(shì)越大。

4  結(jié)論
電機(jī)軸輸出端軸承穿動(dòng)，導(dǎo)致軸表面扭轉(zhuǎn)力隨齒輪嚙合節(jié)拍增大，在薄弱的軸與軸肩過渡圓角接點(diǎn)處引發(fā)電機(jī)軸低周扭轉(zhuǎn)疲勞斷裂。軸表面抗壓、抗磨損能力越低，軸與軸肩過渡圓角越小，圓角附近加工越粗糙，以及軸材料抗疲勞強(qiáng)度越低，軸疲勞壽命也越低。