热镀锌机组淬水槽转向辊轴断裂机理及改进措施

针对连续热镀锌机组淬水槽转向辊支撑轴传动侧轴头异常断裂问题,在对断裂部位进行受力分析的基础上,采用金属成分检测、扫描电子显微镜、金相显微镜分析了转向辊支撑轴断口处的元素含量、微观组织结构、宏观断裂形貌,明确了转向辊支撑轴的断裂机理。结果表明:淬水槽转向辊支撑轴发生断裂的位置受力为18.10 MPa,而其许用应力[σ]不小于520 MPa,因此其断裂不是由于强度不足导致;Cr、Ni合金元素含量低于设计标准、堆焊热效应降低了母材晶粒等级与力学性能、使用过程中循环应力降低了抗疲劳强度是转向辊支撑轴断裂的主要原因。通过增加转向辊支撑轴成分上线检测措施、优化堆焊修复工艺参数以及增设耐磨轴套,改善了堆焊热效应导致的母材晶粒粗大,抑制了转向辊支撑轴摩擦磨损导致的裂纹源的产生。将上述改进技术应用于生产实践,转向辊支撑轴使用周期从1 a延长至3 a,同时有效提高了淬水槽转向辊的维护便捷性。