针对某型号断路器机械寿命试验过程中传动销轴断裂的问题，研究了销轴断裂部位特点，建立了仿真计算模型，对销轴受力进行了有限元仿真分析；依据断裂销轴外形设计了拉力试验样件，进行拉力试验，检测销轴材质力学性能参数?；谏鲜龇治?，得出了销轴断裂原因，并提出销轴改进措施，有效的提高了断路器的机械稳定性。

二、主要内容

该型号的高压断路器为双断口结构，灭弧室水平布置，操动机构布置在灭弧室的下部，操动机构通过拐臂传动系统带动动触头完成分、合闸操作，通过绝缘拉杆实现高压侧与低压侧的电气隔离。该型号断路器产品在进行到6 500次机械寿命试验时，合闸操作后，操作柜报警，发现合闸操作后，断口无信号，此时判断断路器本体未合闸，分析可能传动环节出现问题，解体试验样机，发现下拐臂与绝缘拉杆连接处销轴断裂。针对机械寿命销轴断裂情况，结合断路器传动系统中销轴连接的结构特点，开展销轴受力分析，校核销轴的抗弯强度，同时利用断裂销轴加工了拉力试验样件并进行了拉力试验，以检验销轴材质性能。

综合分析认为，销轴材质抗拉强度和表面硬度值基本满足30CrNi3材料标准要求值，材质力学性能没有问题，而该位置销轴安全系数仅有1.25偏低,分析认为安全系数过低是销轴疲劳断裂的主要原因；销轴在机械寿命试验中受到交变应力的持续作用，虽然所受的最大应力小于屈服应力，但是长期反复作用后，细小的微观裂纹会进一步的放大，随着裂纹的扩展，销轴的截面进一步的消弱，消弱到一定极限时，销轴便突然断裂，发生疲劳失效。

三、结论

文中针对某高压断路器机械寿命中断裂销轴的结构特点，通过对销轴正常工作状态下受力计算和样件拉力试验，分析了造成销轴断裂的原因，并结合工程经验提出了相应改进措施：

1）增大轴销的直径，提高受力截面抗弯强度。

2）对轴销进行表面强化，除了常规的调质处理外，进行表面渗碳或渗氮处理，提高销轴外表面弹性模量。

3）使用高强度材质比如：35CrMo、20CrMnMo等材料。

经后续的试验验证，有效解决了该位置销轴疲劳断裂问题，使得该断路器的机械寿命和稳定性得到了显著改善。（本文来源于高压开关行业通讯，仅供技术交流）