KX84系列牙轮钻头牙爪大跑道的失效分析

作者：李芳芳; 刘冰; 史志武; 张宇^*

来源：失效分析与预防, 2023, 18(01): 55-61.

• 赫兹应力
• 牙轮钻头
• 45°切应力(τ_(zy45°))
• 最大水平切应力(τ_(0max))
• 接触疲劳

KX84系列牙轮钻头工作一段时间后，因牙爪大跑道失效而报废。通过赫兹应力分析、显微硬度测试、剖面金相观察和断口分析，对牙轮钻头牙爪大跑道的失效形式进行分析，并对裂纹萌生的深度进行预测。结果表明：牙爪大跑道失效形式为接触疲劳。当轴压低于6.895 MPa时，45°切应力τzy45°与最大水平切应力τ0max低于疲劳极限σ-1，疲劳裂纹不会萌生；当轴压超过6.895 MPa，疲劳裂纹开始萌生；当轴压达到13.79 MPa时，可以利用接触面半宽b对裂纹深度进行预测。KX84-250和KX84-310牙轮钻头的牙爪大跑道裂纹预测深度为0.27、0.34 mm，实际深度为0.28、0.38 mm。为了提高牙轮钻头的钻孔深度，牙轮钻头在安装时注意避免极端情况的出现，同时控制轴压，避免疲劳裂纹的萌生。

• 单位
  辽宁科技学院; 中国航发商用航空发动机有限责任公司