9-10第十节 连杆螺栓断裂
连杆螺栓断裂的主要原因分析.doc
连杆螺栓断裂的主要原因分析通过对47起船用柴油机事故的调查和处理，我们知道在整个柴油机损坏事故中，有25起事故(连杆衬套和曲轴衬套)，占发动机损坏事故的53.1%，11起机体断裂事故，占事故的23.4%，5起自然事故(机器根本无法检查)，占事故的10.8%，4起曲轴断裂事故，占事故的8.5%，1起缸套断裂事故，占事故的2.1%从11起机身断裂事故来看，虽然断裂的连杆螺栓在整机损坏事故中并不占很大比例，但事故后果极其严重，甚至导致整机报废。
为此，笔者根据多年来几台柴油机连杆螺栓断裂的主要原因谈了自己的看法:1.安装过程中螺栓扭矩过大由于连杆螺栓由细螺纹制成，且杆长，因此当螺母拧紧至其正确的拧紧程序时，如果用额外的力拧紧，仍可将其拉出。
因此，由于心理素质差，操作人员往往害怕螺栓松动。
用扭矩仪扳手拧紧不稳定螺栓规定的扭矩。
相反，他们根据经验使用大扳手来施加力。
有时，他们将螺栓拧半圈，以赶上螺母的螺栓孔，导致螺栓承受过大的拉伸应力并产生拉伸变形。
2.安装前对螺栓的技术检查不够为了识别螺栓的质量，从单方面的宏观检查来看，使用没有任何问题的螺栓是不安全的。
相反，应该仔细检查螺栓的每一个细节。
螺栓的质量和是否可以重复使用必须满足以下条件:(1)对拆卸和重新组装的螺栓进行磁探伤。
在没有仪器检查的情况下，螺栓还应确保表面没有裂纹、斑点和凹坑。
(2)由于螺栓采用细螺纹，螺纹表面应无凹痕、毛刺和划痕。
螺栓的配合面应确保所需的:度平滑度。
(3)螺栓拉伸变形的测量方法可用千卡或专用样板测量。
从螺栓支撑面到尾部的长度也可以通过标准螺栓进行检查。
一般情况下，超过0.2%的变形长度应更换。
(4)测量螺栓是否有裂纹的一种简单方法是用绳子提起螺栓，用锤子轻轻敲打，听清楚程序，辨别好坏。
根据对螺栓断裂事故的调查，大多数都是由于忽视上述原因造成的。
3.产品质量不合格。
连杆螺栓看起来很简单，但在技术和材料上更为严格。
通常使用优质碳钢或合金钢(根据高、中、低速柴油机选择)。
连杆螺栓断裂的原因
预防措施：
①每次运行12000km进行二级保养时，均应拆卸发动机油底壳，检查发动机轴瓦的使用情况，如果发现个别轴瓦间隙过大，应更换，更换同时也应更换连杆螺栓。平时运行中如果发现发动机运行不平稳，有异响，也应及时停车检查。
②每次维修中应对新更换的连杆螺栓进行检查，应注意螺栓的头部、导向部分、螺纹各部是否有裂纹或凹痕，螺纹的牙齿形状、螺距是否异常，有异常情况应坚决不用。
③装配连杆盖时，应用扭
力扳手，按规定标准扭紧，防止扭力过大、过小。
④选用配套厂生产的连杆螺栓。
柴油机的连杆螺栓是一次性使用的，不允许重复使用。如果重复使用连杆螺栓，由于受力较大，螺栓拉长，极易造成轴瓦由于螺栓紧固力量不足而发生滚瓦烧瓦事故；同时由于紧固力量不足，轴瓦和曲轴轴颈的配合间隙增大，导致机油压力低，造成轴瓦的过度磨损而出现烧瓦事故。柴油机系高强化柴油机，连杆受冲击负荷较大，较普通的柴油机大许多，连杆螺栓重复使用极易导致断裂，打坏发动机气缸体，导致发动机报废。有的单位虽然更换了连杆螺栓，也出现了断裂故障，有个别的发动机在运行中连杆螺栓突然断裂。
③柴油机在运行中出现飞车故障或活塞在气缸内烧死的故障，将连杆螺栓拉断。如果发动机在使用中出现过飞车的故障，应对发动机做一次全面检查，最好更换连杆螺栓；如果在运行中个别气缸出现过较严重的拉缸，在更换气缸活塞组件时也应将连杆螺栓更换。
④材质问题、加工缺陷及热处理工艺问题也会导致连
①装配时扭紧力矩过大，用力不均匀。由于装配中没有严格的配用扭力扳手，具体扭紧力矩又不太了解，认为越紧越好；紧固连杆螺栓用较长的加力杆，扭紧力矩过大，超过了螺栓材料的屈服极限，使连杆螺栓出现屈服变形，使之在冲击载荷的作用下因过度的伸长而断裂。应强调的是，广定要按标准扭紧连杆螺栓，千万不能认为越紧、力量越大越好。
发动机连杆螺栓折断原因分析
发动机连杆螺栓折断原因分析发动机连杆螺栓折断，极易引起捣缸、烧瓦。
为防止发生事故，在装配时必须严格遵守技术标准和操作规范，在规定的保养周期内检查连杆螺栓的紧固情况，发现松动要用标准力矩拧紧。
发生的原因主要有：1.连杆轴颈与瓦间隙过大，运动中互相撞击，连杆螺栓受较大发动机连杆螺栓折断，极易引起捣缸、烧瓦。
为防止发生事故，在装配时必须严格遵守技术标准和操作规范，在规定的保养周期内检查连杆螺栓的紧固情况，发现松动要用标准力矩拧紧。
发生的原因主要有：
1.连杆轴颈与瓦间隙过大，运动中互相撞击，连杆螺栓受较大力冲击而折断。
2连杆螺栓有内伤未发现，仍继续使用，容易折断。
如发现连杆螺栓有倒扣、秃扣及拔长现象，应及时更换。
3.连杆螺栓拧紧力矩过大，装配应力超限，或拧紧力矩过小，工作中松动，产生敲击，都容易造成连杆螺栓折断。
4.随便用不合格螺栓代替，或连杆螺栓材质不佳，加工粗糙，承受不到标准扭力而变形或产生裂纹，在冲击力作用下产生应力集中而折断。
5.连杆螺栓、螺母的锁紧装置失去作用，工作中松动，也会造成连杆螺栓折断。
6.飞车时未及时采取紧急措施，使连杆螺栓负荷过大而折断。
7.连杆螺栓未按规定扭矩上紧，形成一个紧一个松，松的一个容易折断。
（尔阳）。
柴油机连杆组件常见故障分析与排除
柴油机连杆组件常见故障分析与排除柴油机连杆组件是柴油机的重要部件之一，起着连接曲轴和活塞的作用。
由于连杆组件在运转过程中承受着较大的力和压力，因此常常出现故障。
下面将介绍柴油机连杆组件的常见故障分析与排除方法。
1. 连杆螺栓断裂：连杆螺栓是将连杆与曲轴和活塞连接在一起的关键部件。
螺栓断裂可能是由于螺栓材料的不良质量或使用过程中超负荷运转引起的。
对于断裂的螺栓，需要将其更换为质量可靠的螺栓，并进行适当的紧固力。
2. 连杆大头或小头磨损：连杆大头和小头与活塞销和曲轴连接，容易受到摩擦和磨损的影响。
当连杆大头或小头出现磨损时，应及时更换。
在更换时要注意选择合适的尺寸以确保与其他部件的匹配。
3. 连杆轴颈磨损：连杆轴颈是与曲轴连接的部分，由于摩擦和磨损，容易导致连杆轴颈磨损。
磨损过多会导致松动和振动，严重时可能会使连杆折断。
对于磨损严重的连杆轴颈，需要进行修磨或更换。
修磨时要注意保持正确的尺寸和圆度。
4. 连杆大头或小头磨裂：连杆大头或小头在运转过程中由于受到冲击和振动的影响，可能会出现磨裂的情况。
磨裂可能会导致连杆失效，因此需要及时更换。
5. 连杆销磨损：连杆销与连杆大头和活塞销连接，承受着活塞运动带来的冲击和振动。
长时间使用后，连杆销容易磨损。
当连杆销磨损严重时，需要更换为新的连杆销。
在更换连杆销时，要确保与连杆大头和活塞销的匹配度。
6. 连杆轴承磨损：连杆轴承处于曲轴与连杆之间，承受着较大的力和压力。
长时间使用后，连杆轴承会出现磨损。
磨损严重的连杆轴承将影响柴油机的正常工作，因此需要定期检查并更换磨损的连杆轴承。
柴油机连杆组件的故障分析与排除需要对连杆螺栓、连杆大头和小头、连杆轴颈、连杆大头或小头、连杆销和连杆轴承进行检查和维护。
及时发现并解决这些故障，可以保证柴油机的正常运转和延长使用寿命。
螺栓断裂原因分析及预防
螺栓断裂原因分析及预防摘要：本文通过对失效螺栓及同批次的零件进行理化分析和无损检测。
对断裂件进行了宏观、微观断口观察、金相组织检查、硬度、化学成分、破坏拉力等一系列试验，经分析找出螺栓失效原因，并提出预防措施。
关键词：螺栓断裂回火脆化螺栓作为飞机上重要的紧固件，其发生断裂危害较大。
我厂修理过程中使用的螺栓主要为M4、M5、M6、M8和M10等规格，然而在某产品装配和停放过程中，某批次30CrMnSiA M8的螺栓先后发生脆性断裂。
引起工厂高度重视，因为螺栓发生脆断，不论是氢脆断裂，还是热处理造成的脆性断裂大都与“批次性”问题有关，涉及数量多，危害大，组织专业人员对螺栓在装配过程中及装配一段时间后发生断裂的原因进行了分析，并对后续的预防工作，提出了建议和方案。
1 宏观、微观检查对断裂螺栓进行宏观观察：发现断裂位置接近于第一扣螺纹处见（图1）。
断裂处螺纹表面未发现有明显的机械接触痕迹，如压坑、啃刀、划伤等表面缺陷，也未发现热处理表面烧蚀痕迹、螺纹变形等现象，没有局部麻点、剥蚀等缺陷。
断裂螺栓螺纹牙底呈线性起源，放射棱线粗大，断口附近无明显宏观塑性变形，断口齐平，呈暗灰色，断面粗糙，具有金属光泽（图2）。
图1断裂螺栓图2螺栓断口图3 螺栓整体形貌对裂纹断口进行观察，断口特征呈现以沿晶为主＋韧窝的混合断裂形貌，且断口源区未见冶金和加工等产生的缺陷。
对同批次的螺栓抽样进行了磁粉检测，在螺纹的根部没有发现表面或近表面裂纹，对螺栓进行X射线检测，也没有发现内部缺陷。
同批螺栓见图3。
2 材质检验2.1成份分析抽取同批次的螺栓去掉镀层后制取化学粉末，采用碳、硫联合测定仪对碳、硫含量进行了检测，利用QSN750光谱仪对其它元素进行了检测，结果见(表1)，螺栓的化学成分符合技术要求，但含碳量较高。
表1 化学成份检测结果表2.2 金相分析在靠近断口位置切取金相试样，镶嵌、磨抛、腐蚀后，显微镜对试样进行组织观察，螺栓显微组织为较粗大的回火马氏体（图4）。
柴油机连杆螺栓断裂的原因
柴油机连杆螺栓断裂的原因
柴油机连杆螺栓断裂的原因可能有以下几点：
1. 连杆螺栓材质问题：螺栓材质不合格或者存在瑕疵，导致螺栓在工作过程中无法承受正常的载荷。
2. 连杆螺栓过紧或者松动：过紧的螺栓会引起过度应力，而过松的螺栓会导致螺栓在工作过程中受到振动和冲击，加速疲劳损伤。
3. 连杆螺栓使用寿命到期：长期使用后，螺栓会受到疲劳和应力的累积，超过其承载极限后容易发生断裂。
4. 连杆设计和制造不合理：连杆与螺栓的配合尺寸不合适、设计不合理、制造质量差等问题都可能导致螺栓断裂。
5. 柴油机运行工况异常：例如过载、高温、频繁启动等工况可能增加连杆螺栓的负荷，使其易于断裂。
为避免连杆螺栓断裂，建议定期检查和维护柴油机，确保螺栓的紧固力合适，材质和制造质量可靠，以及避免异常的工况和负荷。
发动机连杆螺栓断裂失效分析
2021年 第4期 热加工771 序言对于汽车发动机而言，连杆螺栓不仅是将螺栓头部和螺杆联接在一起的紧固件，还是联接连杆大端轴承座与轴承盖使之成一体的重要螺栓。
连杆螺栓不仅受到装配时的预紧力[1]，在发动机的运行中还要承受活塞连杆往复运动惯性力和连杆旋转离心力的交变载荷作用，而且在气缸的压缩和做功行程中，还要受到每分钟上千次交变应力的冲击[2]。
各种失效模式的研究和案例也时有报道[3-6]，对汽车用断裂螺栓进行失效分析，研究其产生故障的特征、规律及原因，可为汽车的生产、使用或维修中采取有针对性地改进和预防措施提供理论依据，防止同类故障再次发生[7]。
2020年2月，某故障发动机在拆机之后发现其中一缸的进、排气部位缸体被击穿，连杆外露，另有紧固连杆的两根螺栓发生断裂（见图1）。
通过对断裂螺栓进行失效分析，主要包括断口分析、材料鉴定、拧紧工艺排查等方面，对螺栓的整个生命周期环节做了梳理，试图从螺栓的设计、生产检测以及拧紧工艺等方面找出螺栓断裂的原因，并解决连杆螺栓断裂问题。
2 连杆螺栓2.1 化学成分分析断裂螺栓规格为M8×1.0×40-6h ，其强度等级为10.9级，螺栓材料SCM435，是JIS G4035—2003中的一种热轧钢线材，属于低合金结构用钢，主要合金元素是Cr 、Mo 。
表1列出JIS G4035—2003中SCM435化学成分标准要求和断裂螺栓的化学成分分析结果，符合要求。
发动机连杆螺栓断裂失效分析叶枫，陈旺湘，胡志豪，马照龙浙江义利汽车零部件有限公司 浙江义乌 322000摘要：故障发动机被拆解之后发现固定连杆轴瓦的两根螺栓发生了断裂，通过对断裂螺栓进行宏观观察、SEM 显微分析以及对断口附近材料进行材质分析，研究确认连杆螺栓的断裂形式、原因，并提出相关改进措施。
结果表明：连杆螺栓断裂性质属于疲劳断裂，其中一根螺栓是完全疲劳断裂，另一根是部分疲劳和部分剪切断裂。
螺栓断裂的原因
螺栓断裂的原因柴油机的连杆螺栓是一次性使用的，不允许重复使用。
如果重复使用连杆螺栓，由于受力较大，螺栓拉长，极易造成轴瓦由于螺栓紧固力量不足而发生滚瓦烧瓦事故;同时由于紧固力量不足，轴瓦和曲轴轴颈的配合间隙增大，导致机油压力低，造成轴瓦的过度磨损而出现烧瓦事故。
柴油机系高强化柴油机，连杆受冲击负荷较大，较普通的柴油机大许多，连杆螺栓重复使用极易导致断裂，打坏发动机气缸体，导致发动机报废。
有的单位虽然更换了连杆螺栓，也出现了断裂故障，有个别的发动机在运行中连杆螺栓突然断裂。
故障的原因：①装配时扭紧力矩过大，用力不均匀。
由于装配中没有严格的配用扭力扳手，具体扭紧力矩又不太了解，认为越紧越好;紧固连杆螺栓用较长的加力杆，扭紧力矩过大，超过了螺栓材料的屈服极限，使连杆螺栓出现屈服变形，使之在冲击载荷的作用下因过度的伸长而断裂。
应强调的是，广定要按标准扭紧连杆螺栓，千万不能认为越紧、力量越大越好。
②柴油机的连杆分多种级别，在检修中应注意不能换用不同级别的连杆。
如果在检修中由于马虎不仔细将连杆盖搞乱、错装，会造成连杆大头结合面的配合不紧密，在发动机运行中会造成连杆盖松动而导致连杆螺栓的断裂。
WD615系列柴油机连杆大头为斜切口型，斜切角呈45°，连杆盖和连杆大头结合面采用60°锯齿形定位结构，这种结构具有贴合紧密、定位准确、可靠、结构紧凑的特点。
如果在维修中将连杆盖搞乱、错装，势必会造成结合面锯齿定位不好，极易造成发动机在工作中连杆盖的松动，而导致连杆螺栓的断裂。
③柴油机在运行中出现飞车故障或活塞在气缸内烧死的故障，将连杆螺栓拉断。
如果发动机在使用中出现过飞车的故障，应对发动机做一次全面检查，最好更换连杆螺栓;如果在运行中个别气缸出现过较严重的拉缸，在更换气缸活塞组件时也应将连杆螺栓更换。
④材质问题、加工缺陷及热处理工艺问题也会导致连杆螺栓在发动机运行中出现断裂。
预防措施①每次运行12000km进行二级保养时，均应拆卸发动机油底壳，检查发动机轴瓦的使用情况，如果发现个别轴瓦间隙过大，应更换，更换同时也应更换连杆螺栓。
10.9级螺栓断裂原因分析
图1 断裂螺栓宏观形貌图2 螺栓断口的宏观形貌表1 螺栓样品化学成分（质量分数）（%元素检测结果标准值符合性判断C0.410.25~0.55符合P0.012≤0.025符合S0.016≤0.025符合貌，裂纹源处螺纹根部表面存在大量龟裂形貌，裂纹源断面局部磨损擦伤，未擦伤区域存在疲劳辉纹；螺栓断口裂纹扩展H热处理失效eatTreatmentFailure貌，局部存在擦伤，未擦伤区可见疲劳辉纹；最终断裂区形貌，为韧窝形貌。
（4）金相分析图4~图6为裂纹源区断面抛光态及侵蚀态形貌，裂纹源及扩展区断面较为平整。
螺栓表面存在脱碳现象，裂纹源附近表面存在大量细小裂纹，大多数裂纹位于螺栓表面全脱碳层，全脱碳层深度约为10.19μm。
断口裂纹扩展区较平整，裂纹扩展方式为穿晶扩展。
最终瞬断区表面显微形貌呈锯齿状。
断口源区的显微组织为的铁素体+回火索氏体，部分铁素体呈针状及沿晶分布。
根据GB/T 10561—2005，实际检验A法，对非金属夹杂物进行评级，结果为：A0.5，B1.0，C0.5，D0.5，DS0，如图7所示。
基体显微组织为回火索氏体，如图8所示。
（5）硬度检验截取断裂螺栓硬度试样，进行维氏硬度测定，结果如表2所示。
断裂螺栓硬度符合GB/T 3098.1—2010对10.9 级螺栓的技术要求。
2. 分析与讨论（1）检验结果分析螺栓的化学成分及心部硬度均符合GB/T 3098.1—2010对10.9 级螺栓的技术要求；断口宏观及微观分析可判断螺栓断裂模式为疲劳断裂，裂纹源位于螺栓中部螺杆与螺纹过渡处的第一个螺纹根部，裂纹源处螺纹根部表面存在大量龟裂形貌；金相检验表明螺栓表面存在脱碳现象，裂纹源附近表面存在大量微裂纹，微裂纹位于（a）螺栓断口形貌（b）断口裂纹源形貌（c）断口裂纹扩展区的SEM形貌（d）断口最终断裂区的SEM形貌图3 螺栓断口的SEM形貌图4 裂纹源处抛光态形貌图5 裂纹源处侵蚀态形貌（a）（b）图6 螺栓裂纹源附近表面显微形貌图7 断裂螺栓基体非金属夹杂物形貌图8 断裂螺栓基体显微组织形貌（下转第69页）。
柴油机连杆螺栓断裂的原因、检查及上紧注意事项
柴油机连杆螺栓断裂的原因、检查及上紧注意事项1. 连杆螺栓材质不合适，强度不足造成断裂。
2. 连杆螺栓松动会引起断裂。
3. 连杆螺栓过紧会造成断裂。
4. 连杆螺栓安装不正确，导致应力不均衡，从而断裂。
5. 连杆螺栓出现缺陷或裂纹，也会导致断裂。
6. 油润滑不良会导致连杆螺栓断裂。
7. 连杆螺栓的工作环境温度过高或过低，都会增加断裂的风险。
8. 连杆螺栓的紧固力度不均衡会导致断裂。
9. 连杆螺栓的使用寿命超过了设计要求，也会引发断裂。
10. 连杆螺栓过度疲劳，也会导致断裂。
11. 不适当的振动会导致连杆螺栓断裂。
12. 连杆螺栓的松紧程度不匹配会导致断裂。
13. 连杆螺栓的制造质量问题会导致断裂。
14. 连杆螺栓的表面处理不当会增加断裂的风险。
15. 连杆螺栓的拧紧力矩不当会导致断裂。
16. 连杆螺栓过度变形会导致断裂。
17. 连杆螺栓受到外力冲击会导致断裂。
18. 连杆螺栓的老化和腐蚀会增加断裂的可能性。
19. 连杆螺栓的设计缺陷会导致断裂。
20. 连杆螺栓的槽孔不正常会导致断裂。
21. 连杆螺栓的使用过程中，过度超负荷会增加断裂的风险。
22. 辅助零部件（如螺母、垫圈等）的使用不当会造成连杆螺栓断裂。
23. 连杆螺栓的锈蚀会导致断裂。
24. 连杆螺栓的紧固扭力不均匀会导致断裂。
25. 连杆螺栓的锥度不正确会增加断裂的风险。
26. 连杆螺栓上存在悬浮颗粒物，会增加断裂的可能性。
27. 连杆螺栓的螺纹磨损会导致断裂。
28. 连杆螺栓在使用过程中发生过热会增加断裂的风险。
29. 连杆螺栓在安装过程中受到强力冲击会导致断裂。
30. 连杆螺栓在低温环境下工作会增加断裂的可能性。
31. 连杆螺栓的未经过适当的热处理也会导致断裂。
32. 连杆螺栓表面涂层不均匀会增加断裂的风险。
33. 连杆螺栓的安装不规范会导致断裂。
34. 连杆螺栓的设计尺寸不合适会增加断裂的可能性。
35. 连杆螺栓在使用过程中受到频繁的振动会导致断裂。
怎样预防连杆螺栓折断事故
怎样预防连杆螺栓折断事故连杆螺栓在运行中断裂将会产生严重的捣缸事故，它不仅造成打坏缸盖、缸套，使连杆变形弯曲，甚至还会造成捣破机体、折断曲轴等重大经济损失。
为避免连杆螺栓折断而产生的捣缸事故，使用维修中应注意以下几点：1．连杆螺栓在发动机运行中承受很大的交变冲击载荷，是发动机的重要零件，它是用优质合金钢经调质处理和精密加工制成，有较高的强度和抗冲击韧性，不可用一般普通螺桂或劣质零件代替。
若螺栓材质、热处理、加工精度不符合技术要求，将导致机械强度不够而发生变形断裂事故。
2．装配前应仔细检查。
当发现螺栓上有划伤、滑扣、裂口、凹痕、缩颈或裂纹(应用浸油法检查或磁力探伤检查)，或螺栓、螺母配合松弛，或螺栓不能与螺栓孔紧密配合，或利用对比法观察，螺栓长度比新的标准螺栓长度长2％的，都应予更换。
3．检查连杆轴承与连杆轴颈的配合间隙，若间隙过大，易于导致连杆螺栓的断裂事故。
此时应更换新的连杆轴承或加大轴承，并予选配或刮配。
4．检查连杆螺栓或螺母与连杆端盖台肩支承面的贴合情况，若有毛刺或不平，应予修磨，否则连杆螺栓受附加力矩作用，极易折断。
5．装配时应用扭力扳手将连杆螺栓交替分次(一般分3—4次)逐步均匀拧至规定钮矩。
若拧紧钮矩不足，工作中连杆结合面产生缝隙，螺栓受冲击力时易被拉断或剪断；拧得过紧，螺栓伸长变形，强度降低，受力后易折断损坏。
各种机型发动机的连杆螺栓规定扭矩不尽相同，在缺乏技术资料的情况下，可根据螺栓直径估算其安全权矩范围，如MU连杆螺栓，其安全扭矩为60—80Nm；M12螺栓，其扭矩为80—100Nm；M14螺栓，其扭矩为100—120Nmo。
6．打螺栓时若发现同一连杆上某一螺栓扭矩超过规定值过多时，应将该连杆上的两只连杆螺栓全部拧松后重新分次交替拧紧，并使两只螺栓松紧一致。
不允许仅仅松退拧得过紧的那只螺栓，否则螺栓产生附加弯曲应力，易疲劳断裂。
螺栓断裂原因及处理方案
查手册，选螺栓
No. 4
金风科技
1、螺栓连接受力形式及预紧力控制
1.3螺栓受力分析
2) 紧联接 （1）只受预紧力F’的紧联接
外载荷FR——对螺栓为横向力——靠摩擦力传递
a. FR作用下，板不滑移：FR≤Ff，而Ff—→F’。 b. 按F’计算： F’为螺栓轴向负荷—→拉应力 c. 拧紧过程中，在T1作用下螺栓受扭—→产生τ T
3/17/2015
No. 14
金风科技
3/17/2015
Mechanical Laod test
3/17/2015
No. 15
金风科技
螺栓断裂原因：机组运行时，螺栓应力幅值过大，现场更换螺栓时未按 要求进行“十”字交叉紧固，造成法兰面间存在间隙。
3/17/2015
Mechanical Laod test
3/17/2015
No. 9
金风科技
3、螺栓断裂原因及案例分析
案例二
某项目现场叶片与轮毂连接螺栓频繁发生断裂，现场检查时发现该位置螺 栓有松动迹象。
3/17/2015
No. 5
金风科技
1、螺栓连接受力形式及预紧力控制
3/17/2015
Mechanical Laod test
3/17/2015
No. 6
金风科技
1、螺栓连接受力形式及预紧力控制
3/17/2015
Mechanical Laod test
3/17/2015
No. 7
金风科技
2、螺栓断裂分析时注意事项
杂、间隙等。 5) 登机检查时注意断裂螺栓位置法兰与螺杆是否存在干涉的情况。 6) 关注同批次多颗螺栓断裂的问题。
3/17/2015
怎样预防连杆螺栓折断事故
怎样预防连杆螺栓折断事故概述连杆螺栓在机械设备中扮演着重要角色，它连接了连杆和曲轴，承受着很大的力量。
然而，连杆螺栓折断事故时有发生，不仅对设备造成严重损坏，还可能导致人员伤亡。
因此，预防连杆螺栓折断事故至关重要。
本文将介绍一些预防连杆螺栓折断事故的有效方法和措施。
1. 材料选择连杆螺栓的材料选择对于预防折断事故至关重要。
应选择高强度、耐疲劳的材料，如合金钢或不锈钢。
同时，应保证材料没有缺陷或裂纹，以免在使用过程中导致螺栓折断。
2. 适当的预紧力适当的预紧力是预防螺栓折断的关键。
过低的预紧力会导致松动，从而产生振动和冲击载荷，增加螺栓断裂的风险。
过高的预紧力会导致螺栓过度变形，使其易于疲劳破坏。
因此，在安装和维护中应严格控制预紧力，遵循设备制造商的规定。
3. 定期检查和维护定期检查和维护设备是预防连杆螺栓折断事故的重要措施之一。
通过定期维护，可以检查螺栓的紧固情况和松动程度、螺纹磨损情况等，及时发现并解决问题。
另外，还应注意检查相关零部件的磨损和疲劳状况，及时更换损坏的部件。
4. 合理的应力分配合理的应力分配也是预防连杆螺栓折断事故的重要因素。
当机械设备运行时，应确保各个螺栓承受的载荷均匀分布，避免某个螺栓承受过大的力量。
如果发现螺栓承受过大的力量，应及时进行调整和改进，以平衡载荷分布。
5. 正确的安装方法正确的安装方法是预防连杆螺栓折断事故的关键。
在安装螺栓时，应采取以下措施：•使用正确的工具和设备进行安装，并确保其可靠性和准确性；•在安装前清洁和润滑螺纹，避免由于摩擦而导致过度预紧或松动；•采用交叉对称的顺序进行螺栓的拧紧，以确保力量均匀分配；•确保螺栓的长度和直径与设备要求相匹配。
6. 做好记录和追溯在使用连杆螺栓的过程中，应做好记录和追溯，记录螺栓的安装日期、维护情况、紧固力状况等。
这样可以及时了解螺栓的使用情况，并在必要时进行调整和更换。
记录和追溯还可以为事故发生时的调查提供重要依据。
汽车发动机连杆断裂失效的原因以及处理措施
汽车发动机连杆断裂失效的原因以及处理措施作者：罗待昌来源：《中国科技博览》2019年第12期[摘要]连杆作为传递力因此被广泛应用在各类机动车上，尤其是汽车发动机。
它通过活塞直线往复运动转化为曲轴旋转运动这个过程，将化学能转化为机械能输出。
它作为中介连接着活塞与曲轴，不仅承受着活塞气体作用力，还会承受一定的周期性冲击压力、弯曲力和惯性力。
与此可见，连杆的设计应具有较高的强度与韧劲，也可以看出连杆破裂的些许原因。
本文主要目的就是分析连杆断裂失效的原因并为此提出有效的处理措施。
[关键字]汽车发动机连杆；断裂失效原因；处理措施中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0053-01前言：汽车是当下人类出行最常用也最普遍的交通工具，虽然它带来了较多的问题如环境污染、堵车等社会问题。
但不可否认，它在一定程度上带动着经济、科技的发展与进步。
当然，它的性能并不能改变它的本质，它就是一个工具。
而连杆这个工具作为汽车发动机的重要组成，值得被深入研究，以下本文就对连杆断裂的原因以及后果进行分析。
1.汽车发动机连杆失效的原因1.1连杆本身的质量问题连杆本身的质量问题主要涉及到原材料的选择、本身的设计以及加热工艺的选择。
市面上的连杆所存在的问题还有可能是因为制造商在生产时存在侥幸或者是牟取暴利的心理，节约成本而选用一些较次的材料制造连杆，由此造成连杆耐用程度差，进而导致连杆破裂。
其次，连杆的设计也十分的重要，设计是在计算连杆最大承受压力的条件下进行，连杆要满足强度高、韧劲大以及疲劳性能等条件，因此也要求连杆体的几何结构有良好的构造刚度，如构造刚度不够，极易造成连杆断裂。
最后，就是连杆的加热工艺问题，加热时应该慎重考虑连杆加热温度以及如何加工等问题，连杆在进行加热工艺时一步错都有可能造成整个环节的的失败，而且加热工艺时所产生的氧化脱碳过多，也会影响连杆的质量。
1.2连杆疲劳强度遭到破坏连杆的疲劳寿命是通过受力分析以及断裂疲劳寿命进行计算的。
发动机连杆断裂
发动机连杆断裂的原因是什么?原创2016-02-26美国发动机专家百力通“小型发动机在工作过程中突然发出“砰”的一声，然后就自动停机了。
手拉启动时，发现完全感觉不到压缩。
把曲轴箱盖打开一看：连杆断了。
面对一台发动机连杆断裂的小型发动机，我们心里往往有很多疑虑。
怎么会出现这种情况？造成它断裂的原因又是什么？大量的研究和维修经验表明：我们可以通过观察连杆断裂部位和断裂发生后的发动机状态，找到问题的答案。
1）现象一：连杆大头端碎裂，且连杆与曲轴的接合面有明显的金属转移划痕这种情况说明润滑不良是导致连杆断裂的主因。
而润滑不良主要是由缺机油或未按时更换干净机油引起的。
小型发动机的运行速度快，内部温度可达400℃至600℃。
在这样恶劣的工况下面，必须有合格的机油在铝制连杆和曲轴结合面形成油膜（为其降温和润滑），才能防止防止金属转移。
否则，失效机油或缺机油导致的接合面干磨擦会让接合面温度极高，从而发生金属转移，最终导致连杆大头端断裂。
如何防止发动机润滑不良1. 定期检查机油油位，在机油不足的时候，适量补充机油，防止发动机缺机油工作。
2. 另外，还要定期更换发动机机油：每50小时更换机油。
长时间使用的机油已经失去润滑作用。
应该全部放出并加入新的机油（注：10W-40 SJ等级的机油可适合在绝大多数温度下使用）。
我们建议你使用百力通100005A 风冷四冲程发动机专用机油3. 为了防止大的磨料进入发动机，还应该定期检查和更换空滤芯2）现象二：连杆小头端断裂，活塞停在上止点位置当发现连杆断裂且活塞停在靠近上止点附近的位置时，说明断裂是由于超速引起的。
超速情况下，连杆常常在最薄弱的部位（即大约离活塞销2.5厘米的地方）断裂。
通常我们还会看到连接杆断成很多段。
调速曲柄和调速齿轮也可以协助我们做出超速判断：比如调速曲柄的夹紧螺栓是否松动，调速齿轮是否脱落或损坏。
小型四冲程通用发动机的设计安全转速不超过4000转/分。
在4000转/分以下，发动机部件承受的负载都在可接受的范围内。
连杆断了的原因
连杆断裂的原因有很多，以下是一些主要的原因：
1.连杆螺栓预紧力不足或拧紧力矩过大：这可能导致连杆螺栓屈服变形，预紧力减小，进而在工作过程中受力变小，造成连杆断裂。
此外，如果连杆螺栓使用时间过长，磨损严重，或者在冲击载荷作用下松动、断裂，也可能导致连杆断裂。
2.发动机气缸进水：当水进入缸内并在高温下迅速形成水合气体，使得缸内无法形成可燃混合物，可能导致连杆受到的压力急剧增加，弯曲变形直至断裂。
3.发动机燃油喷射系统异常：如果发动机某个气缸的喷油器持续喷射燃油，可能引发启动困难、怠速抖动、排气管冒黑烟、动力下降等现象，进而导致连杆断裂。
4.连杆和曲轴被锁定：这通常是由于发动机润滑不良造成的。
可以通过检查发动机内部零件的磨损情况来判断。
如果曲轴、气缸、活塞或凸轮轴等部件的磨损超过标准，就可能导致连杆断裂。
5.咬缸：如果活塞环折断、咬死，或活塞与气缸壁间隙过小，以及冷却不良等原因，都会引起活塞咬死在气缸中。
一旦发生咬缸，此缸连杆的运动就会受阻，而其他缸仍在运动，使其受到超出原承受几倍的拉力，即有可能导致连杆杆身被拉弯或拉断。
6.异物掉入活塞顶：在装配柴油机的过程中，若安装喷油器的孔保护不当，致使小螺栓或垫圈等异物掉入活塞顶上，如不及时排除，就可能在柴油机工作时捣坏活塞并顶弯连杆杆身。
7.材质问题、加工缺陷及热处理工艺问题：这些问题也可能导致连杆螺栓在发动机运行中出现断裂。
以上只是一些可能的原因，实际情况可能更为复杂。
在出现连杆断裂的情况时，建议寻求专业人员的帮助进行详细的检查和诊断。
9-10第十节 连杆螺栓断裂
第九章柴油机的运行管理与应急处理339第十节连杆螺栓断裂柴油机的连杆螺栓必须十分坚固、工作可靠，运转时连杆螺栓一旦断裂就会发生机损事故，并可能造成人员伤亡。
连杆螺栓的断裂事故，几乎全部发生于四冲程柴油机，这是因为四冲程柴油机的往复运动质量的惯性力在连杆螺栓上产生比较大的交变拉伸力，因此发生连杆螺栓断裂事故较多。
一、对连杆螺栓断裂的统计根据日本海事协会对船用发电柴油机连杆螺栓断裂事故的调查报告，连杆螺栓断裂的位置和原因如下：1．断裂位置（1）在螺纹部分断裂的占46%；（2）中央圆角处断裂的占40%；（3）在螺栓头根部断裂的占10%。
2．断裂原因（1）由于疲劳，占40%；（2）忘记装防止螺栓转动的开口销等，占25%；（3）上紧不良，占13%；（4）圆角不足等设计、加工不良，占12%；（5）材料本身存在缺陷，占12%。
二、故障实例例1．某船柴油发电机为MAN G7V23.5/33，运行中发现频率下降，有敲击声，尚未停车听到一声巨响，第1缸被炸开。
检查结果是第1缸右侧连杆螺栓断裂，断面有缩口；左侧连杆螺栓弯曲扭断；连杆大端轴承与平衡块飞落，曲柄销拉毛，杆身弯曲；缸套与活塞破碎；曲轴箱破裂。
原因分析：事故是由于右侧连杆螺栓在安装时预紧力过大，连杆螺栓被拉长超过规定值，在运转中被拉断。
右侧螺栓断裂后，迫使左侧螺栓弯曲并带着下轴承盖撞击机体而断裂，致使连杆伸腿。
例2．某船A278-B型柴油发电机在运行中突然发出强烈的敲击声并停车，结果是第3缸连杆螺栓折断，连杆伸腿，使曲轴箱破裂，运动部件损坏。
原因分析：第3缸右侧连杆螺栓的开口销不知何时脱落，螺帽松脱，使右侧连杆螺栓脱落。
连杆轴承成了单边紧固状态，使左侧连杆螺栓集中受力而断裂，致使连杆伸腿。
例3．某船MRB6型柴油发电机右侧连杆螺栓断裂，引起连杆轴承损坏、连杆弯曲、活塞裙部缺损、曲轴箱破裂等。
原因分析：断裂部位在连杆螺栓螺帽紧固的螺纹部分，断裂起点在螺栓内侧，而外侧螺帽紧配平面接触很紧，因上紧时接触面倾斜，螺栓中心线挠曲，产生应力集中。
螺栓断裂
螺栓断裂原因分析2010/10/28 17:22:07螺栓断裂分析的方法及程序在紧固件的失效分析中，螺栓的失效最多、也最为常见，而螺栓的断裂失效则占螺栓失效的80%左右，严重威胁着整个构件的安全。
因此，我们有必要、也必须对断裂螺栓进行分析。
由于螺栓的结构、形状和受力形式比较复杂，且在材料、工艺和使用状况等因素的影响下，经常发生各种形式的断裂失效。
由于螺栓种类多、用量大，普遍采用冷变形制造工艺，并依据各种不同性能要求而采用不同钢材和热处理工艺，同时进行严格的材料和工艺检查。
尽管如此，往往由于工艺管理和控制不善，构成了批量或频次较高的断裂失效，经常影响着正常生产和使用。
下面我们就谈谈紧固件断裂失效分析的方法。
紧固件断裂失效分析的方法一、系统方法系统方法，又称相关性方法，就是把失效分析类型、失效方式、断口特征形貌、工作条件、材质情况、制造工艺水平和过程、使用和维护情况等放在一个研究系统中，从总体上予以考虑的方法。
寻找失效原因应从设计、材质、制造、使用、维护等相关方面去考虑，并据此进行测试和分析，找出失效原因。
本方法的特点是：从一般到个别，从普遍到特殊，从单项分析到综合联系上找原因。
这就是尽可能地收集与全局有关的资料和测试信息，从而确定分析系统的范围。
该方法主要针对失效原因复杂的断裂螺栓。
二、抓主要矛盾方法在紧固件失效分析时要抓住失效中起主要作用的因素。
如在断裂失效中就一定要对断裂源、断裂形状及导致断裂的因素重点分析和研究。
这也是我们螺栓断裂失效分析中最常用的方法。
举例来说，当一个螺栓断裂件送到我们手上，我们发现该螺栓的支撑面的装配痕迹不对称（就是说一边有明显的装配痕迹而一边没有或者两边装配痕迹相差很大）。
我们都知道：力是造成痕迹的唯一原因，接下来我们就应对这一应力进行重点分析。
三、比较方法选择一个同批次，同服役状态而没有失效的螺栓与断裂螺栓一一对比，然后进行分析比较，从中找出差异，寻找出引起失效的原因。
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第九章柴油机的运行管理与应急处理339
第十节连杆螺栓断裂
柴油机的连杆螺栓必须十分坚固、工作可靠，运转时连杆螺栓一旦断裂就会发生机损事故，并可能造成人员伤亡。
连杆螺栓的断裂事故，几乎全部发生于四冲程柴油机，这是因为四冲程柴油机的往复运动质量的惯性力在连杆螺栓上产生比较大的交变拉伸力，因此发生连杆螺栓断裂事故较多。
一、对连杆螺栓断裂的统计
根据日本海事协会对船用发电柴油机连杆螺栓断裂事故的调查报告，连杆螺栓断裂的位置和原因如下：
1．断裂位置
（1）在螺纹部分断裂的占46%；
（2）中央圆角处断裂的占40%；
（3）在螺栓头根部断裂的占10%。
2．断裂原因
（1）由于疲劳，占40%；
（2）忘记装防止螺栓转动的开口销等，占25%；
（3）上紧不良，占13%；
（4）圆角不足等设计、加工不良，占12%；
（5）材料本身存在缺陷，占12%。
二、故障实例
例1．某船柴油发电机为MAN G7V23.5/33，运行中发现频率下降，有敲击声，尚未停车听到一声巨响，第1缸被炸开。
检查结果是第1缸右侧连杆螺栓断裂，断面有缩口；左侧连杆螺栓弯曲扭断；连杆大端轴承与平衡块飞落，曲柄销拉毛，杆身弯曲；缸套与活塞破碎；曲轴箱破裂。
原因分析：事故是由于右侧连杆螺栓在安装时预紧力过大，连杆螺栓被拉长超过规定值，在运转中被拉断。
右侧螺栓断裂后，迫使左侧螺栓弯曲并带着下轴承盖撞击机体而断裂，致使连杆伸腿。
例2．某船A278-B型柴油发电机在运行中突然发出强烈的敲击声并停车，结果是第3缸连杆螺栓折断，连杆伸腿，使曲轴箱破裂，运动部件损坏。
原因分析：第3缸右侧连杆螺栓的开口销不知何时脱落，螺帽松脱，使右侧连杆螺栓脱落。
连杆轴承成了单边紧固状态，使左侧连杆螺栓集中受力而断裂，致使连杆伸腿。
例3．某船MRB6型柴油发电机右侧连杆螺栓断裂，引起连杆轴承损坏、连杆弯曲、活塞裙部缺损、曲轴箱破裂等。
原因分析：断裂部位在连杆螺栓螺帽紧固的螺纹部分，断裂起点在螺栓内侧，而外侧螺帽紧配平面接触很紧，因上紧时接触面倾斜，螺栓中心线挠曲，产生应力集中。
三、对连杆螺栓的检查
对新换的螺栓和使用中的连杆螺栓要仔细检查后方可安装使用，其检查内容有：
340 船舶柴油机
（1）按柴油机说明书规定周期检修时，对使用或换新的连杆螺栓必须进行探伤检查后方能装复使用；
（2）如无条件做探伤检查时，应使用放大镜或肉眼检查有无缺陷，特别要注意检查螺栓的头部、螺纹及根部；
（3）用牙规检查螺距，用直尺检查弯曲情况和螺栓长度；
（4）检查螺帽与螺杆螺纹部位、螺杆与轴承接触面的配合及磨损情况；
（5）用手锤敲击螺栓，通过声响判断有无明显缺陷；
（6）检查定位销是否松动或磨损；
（7）上紧螺帽后检查连杆螺栓伸长量，如超过说明书规定应换新；
（8）插入开口销并锁紧；
（9）严格按使用期限更换连杆螺栓，四冲程柴油机连杆螺栓寿命一般为15000~20000h。
四、上紧螺栓时注意事项
（1）必须保持垫片（如有的话）和轴承上、下接合面的清洁，以确保其完全接触；
（2）使用扭力扳手或液压工具，按规定的力度上紧螺帽；
（3）严格遵守上紧次序，切忌单边上紧，应分几次交替上紧；
（4）注意原来的上紧记号；
（5）新型四冲程柴油机，上紧连杆螺帽有专用的样板，规定每次上紧各缸的连杆螺栓的螺帽角度必须一致，也规定了上紧次序；
（6）某些四冲程柴油机设有螺栓伸长限制样板，连杆螺栓依次上紧的过程中，用厚薄规插入螺栓头部与样板平面之间，以确定螺栓伸长量是否在允许范围内。