杆端关节轴承因其便捷连接方式而广泛采用螺纹型结构。然而在某些工况下，轴承螺纹根部发生断裂，导致机构失效甚至安全事故。本文从应力集中、疲劳加载与加工缺陷三方面系统分析螺纹根部断裂原因，结合实际工况提出防控措施，为结构设计与维护提供理论支撑。

 

 

一、螺纹根部应力集中导致断裂萌生

螺纹根部作为杆端关节轴承结构中过渡区域，其断面突变与载荷传递的集中特点，决定其为应力集中敏感区。在承受轴向拉力、侧向剪切或交变载荷时，螺纹根部会因几何不连续产生较高应力集中系数，特别是在内外载荷叠加或存在弯矩情况下，更易形成微裂纹并向内扩展。通常，标准螺纹的底部为半径较小的圆弧槽，若加工过程中形成尖角、螺纹挤压过深或未进行去毛刺处理，将大大提升裂纹萌生概率。此外，杆端连接常用于动态系统，交变载荷作用下使得疲劳裂纹在螺纹根部优先生长，一旦达到临界长度，短时间内即发生脆断。材料强度越高的轴承，其抗静载性能虽强，但若缺乏足够的疲劳韧性或表面强化处理，其断裂敏感性反而上升。

 

二、循环疲劳加载引发螺纹疲劳断裂

杆端关节轴承常用于液压缸、工程连杆及操控系统中，需承受大量往复动作。在频繁受力—卸力交替过程中，螺纹根部反复经历拉伸与压缩，易产生疲劳积累，进而发生低应力断裂。特别是在杆端安装偏心、受力不对中或有冲击载荷时，螺纹受到的实际应力远超设计值。此外，螺纹啮合长度不足、螺母紧固不当或退刀槽设置不合理，都会使有效承载面积减少，局部应力倍增，引发早期裂纹。许多工程案例显示，即便采用高强钢材质，只要周期性应力波动未加以控制，或缺乏疲劳寿命设计评估，螺纹断裂事故仍频繁发生。这类断裂常表现为“平齐剪断”或“贝壳状”断口，属典型疲劳失效特征，早期无明显塑性变形。

 

三、加工与表面缺陷诱发断裂扩展

螺纹加工质量在断裂机制中起着关键作用。常见的车削纹粗糙、滚丝纹不匀、退刀槽未圆角过渡等，都可能在螺纹根部形成微观缺陷，这些缺陷在运行中逐渐演变为裂纹扩展源。此外，在热处理过程中若出现脱碳、过烧或晶粒粗大，会显著削弱根部材料的疲劳强度，增加断裂风险。在表面处理环节，若未进行喷丸强化或表层压应力处理，材料抗裂能力较低，更难抵御交变载荷的裂纹萌生。此外，长期暴露在腐蚀环境下，如雨水、冷却液或强碱介质作用，也会在螺纹底部诱发点蚀坑，进而成为断裂起点。因此，高强度螺纹在极端工况下应重视耐蚀性和防疲劳涂层工艺，以延缓疲劳裂纹的生成。

 

总结分析

杆端关节轴承螺纹根部断裂是由应力集中、疲劳加载与制造缺陷等多重因素叠加所致。其核心问题在于设计阶段未能充分考虑动态载荷影响，装配阶段缺乏合理螺纹预紧与强度核算，而运行过程中又伴随恶劣环境与周期性冲击。在实际应用中应从材料选择、螺纹结构优化、表面处理及装配工艺全流程把控，建立失效预测模型与疲劳寿命管理机制，方能有效降低断裂风险。

 

个人观点

螺纹断裂虽属局部问题，却关系整体连接可靠性与人员安全。我认为在高频震动或大载荷机械中，传统螺纹连接方式应逐步向“无根部削弱”的新型螺接结构过渡，同时结合传感监测技术，实现运行状态的提前预警，将“事故前断裂”转化为“预防性维护”。本文内容是上隆自动化零件商城对“杆端关节轴承”产品知识基础介绍的整理介绍，希望帮助各行业用户加深对产品的了解，更好地选择符合企业需求的优质产品，解决产品选型中遇到的困扰，如有其他的疑问也可免费咨询上隆自动化零件商城。