光轴是支持活塞做功的连接部件，用处很多，其组成材料的作用也是很大的，它经常使用到的是一种45钢。可以用滚压加工光轴，由于表面层留有表面残余压应力，有助于表面微小裂纹的封闭，阻碍侵蚀作用的扩展。从而提高表面抗腐蚀能力， 并能延缓疲劳裂纹的产生或扩大，因而提光轴疲劳强度。通过滚压成型，滚压表面形成一层冷作硬化层，减少了磨削副接触表面的弹性和塑性变形，从而提高了光轴表面的耐磨性，同时避免了因磨削引起的烧伤。滚压后，表面粗糙度值的减小，可提高配合性质。

组成光轴的材料作用：

1 光轴通常都用45钢制造。有较大冲击力、重载荷传动时，用40Cr钢制造。这是为了保证光轴有足够的工作强度。

2 为了提高光轴的抗腐蚀能力，杆的工作表面可镀硬铬，因此有了镀铬棒的广泛应用。

3 一般都设计成圆柱体，如果直径较大，可用空心光轴。用45号无缝钢管制造。

4 制造时，毛坯应先经锻造、机械粗加工后调质处理，硬度HB=230～250。调质的目的是为了改善机械加工性能和提高材料的工作强度。

5 光轴与端盖上导向套采用H8/f9配合。

6 精加工后的光轴表面粗糙度Ra应不大于0.65μm。

十字头安装不正确

在设备安装中如十字头端面与十字头下滑道不垂直，光轴与十字头紧固后十字头下滑板只有前端与滑道接触，后端悬空。当压缩机运转后连杆作用力的分力使下滑板与滑道完全贴合，使活塞上翘。而活塞在本身重力作用下与气缸表面接触，造成活塞杆弯曲，产生弯曲外力。与十字头联接的螺纹部位受力大。其应力值与活塞杆所受循环应力叠加，如超过许用应力值，则活塞杆将发生断裂。

另连杆瓦、十字头、气缸、活塞等部件安装数据未达到检修规程要求，或长期使用磨损使各部间隙过大及联接螺栓松动，都会造成十字头等部位振动过大，使活塞杆承受附加外力作用，也可导致活塞杆产生裂纹断裂。

十字头螺栓预紧力不匀

这种情况是指光轴与十字头采取方法兰联接的形式。方法兰的四条螺栓在十字头与光轴固定过程中预紧力不等，使光轴螺纹处靠预紧力大的螺栓侧形成附加弯曲压应力，其与循环应力叠加，也可导致光轴断裂。

光轴在往复运动中受气体力、往复惯性力及往复运动的磨擦力作用。气体力和往复惯性力随着压缩机吸气、排气过程的变化，大小和方向不断变化，因此光轴受力为循环交变载荷。光轴上的螺纹、台阶等部位虽然存在应力集中，其强度设计时均经过严格校核，都能满足使用要求，故正常使用不会断裂。光轴之所以发生断裂，主要跟光轴的制造质量及安装使用不当给光轴造成附加外力等有关。分析如下：

光轴的制造质量差。

光轴未严格按图纸要求加工，表面加工精度低，存在刀痕；螺纹丝底圆角过小；台阶处未光滑过渡或圆角小等。这些部位都可以成为裂纹原。以螺纹加工为例，螺纹在车制过程中，由于车工经验不足或失误，未将车刀磨出图纸要求圆角。使螺纹加工完后丝底圆角过小，使该处受拉的应力集中系数及受弯曲的应力集中系统数明显加大，使光轴在交变载荷作用下产生微小裂纹，并不断扩展，最终断裂。这种情况也与使用单位用件前未认真检验光轴尺寸有关。

另外，有些光轴为了提高疲劳强度，表面镀铬、镍等金属。如镀层与基体结合不好，在使用中磨裂，则会造成裂纹下面的基体金属产生严重的集中滑移，诱发疲劳裂纹的产生。