Page 68 - 理化检验-物理分册2025年第一期

吕卓峰，等：风扇传动轴断裂原因

学性能均符合标准要求，说明风扇轴的材料正常，产 稳定性对电机运行的影响研究，以保证电机系统的
品质量不是造成该次事故的主要原因。 稳定性。
根据风扇轴断口的宏观和微观形貌分析可知，
参考文献：
断面具有45°剪切角及锯齿形形貌，且存在多个裂纹
源，符合扭转疲劳失效特征，加上瞬断区面积较小 [1] 魏兰，张禹．天然气往复式压缩机组空冷箱风扇传动
（仅为断口面积的10%），属于低应力扭转疲劳断裂。 轴断裂原因分析与思考[J]．中国石油和化工标准与质
断裂轴承的滚珠、固定铜套等均存在不同程度的偏 量，2014，34(6)：234．
磨，局部可观察到较严重的磨损形貌，这与电机运行 [2] 蒙秋红，邓颖章，肖毅强．某型工程机械主泵驱动轴断
中的剧烈振动，以及轴承受服役条件（风速、风向、 裂失效研究[J]．工程机械，2016，47(12)：17-21．
沙尘等风阻/风场及地基稳定性） 的影响有关。 [3] 庞院，袁超，马秋，等．驱动轴断裂失效分析[J]．环境
其次，断裂机组的电机功率为2 500 kW，按照惯 技术，2021，39(增刊1)：154-157．
例，设计大功率的电机时应采用滑动轴承，从而避免 [4] 李松林．某航空发动机风扇轴挤压成形与形性协同控
滚动轴承因滚珠的接触面积小而局部损坏，但实际 制研究[D]．重庆：重庆大学，2022．
[5] 黄海军，王雪，薛楷杰．滚动轴承保持器磨损对轴承失
产品采用了滚动轴承，在电机系统发生扭转振动的
效的影响[J]．润滑与密封，2021，46(7)：128-136．
情况下，电机系统的疲劳寿命缩短。
[6] 薛楷杰，王雪．轴承润滑脂氧化失效与滚动磨损的相
综上所述，滚动轴承因额定承载能力存在薄弱
关性[J]．合成润滑材料，2022，49(4)：15-20．
点而出现早期偏磨损伤，导致系统振动超标，发生扭
[7] 张涛．海洋石油平台天然气压缩机海水冷却器运行稳
转疲劳断裂是该风扇轴断裂的主要原因。 定性提升[J]．化学工程与装备，2023(2)：120-121．
3 结论及建议 [8] 赵威，梁波，张宁，等．海上平台天然气压缩机组运行
故障分析[J]．设备管理与维修，2023(9)：71-72．
（1）断裂风扇轴的化学成分、力学性能均符合

[9] 王曹阳．天然气压缩机的故障处理[J]．化工管理，
订货技术标准的要求，试验结果均未发现异常。
2023(34)：115-117．
（2）风扇轴断裂的主要原因是滚动轴承因额定

[10] 于笋，周秋菊，张维明．汽车发动机曲轴断裂分析[J]．
承载能力存在薄弱点而出现早期偏磨损伤，导致系
理化检验(物理分册)，2005，41(1)：29-31．
统振动超标，并出现剧烈的扭转振动，使轴承发生扭 [11] 樊茜琪．地铁车辆抗侧滚扭杆的断裂原因[J]．理化检
转疲劳断裂现象。 验(物理分册)，2020，56(7)：43-47．
（3）因风扇轴疲劳寿命与电机运行稳定性有关， [12] 陆琛元，胡长春．实际使用中滚动轴承发生疲劳失效的

建议将滚动轴承改为滑动轴承，并开展风场及地基 原因[J]．理化检验(物理分册)，2010，46(5)：340-342．

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2Cr12NiMo1W1V钢阀杆断裂原因分析[J]．理化检验 断裂分析[J]．铸造技术，2017，38(5)：1066-1068．
（物理分册），2015，51(4)：278-282． [12] 廖煜辉．单座调节阀阀杆断裂失效分析研究[D]．广州：
[9] 张 学 星，蔡 文 河，张 新，等． 超 超 临 界 机 组 汽 轮 机 华南理工大学，2020．
X39CrMo17-1不锈钢阀杆断裂失效分析[J]．金属热处 [13] 杜瑞妍．金属棒材疲劳断裂研究与应用[D]．郑州：郑
理，2019，44(3)：231-237． 州大学，2008．
[10] 周丽琴，吕召政，张娜，等．电动闸阀阀杆断裂失效分 [14] 廖源，谭锐，米斌，等．日立350 MW亚临界机型高压
析[J]．理化检验（物理分册），2019，55(6)：412-414． 调阀阀杆振动问题分析及解决方案[J]．东方汽轮机，
[11] 江国栋，卢建湘，黄文呈．火电厂发电机组汽轮机阀杆 2020(4)：67-70．

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