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分析起重机万向联轴器断裂原因

2021-03-10 11:13:18

    冶金铸造桥式起重机上安装的万向联轴器出现裂纹或断裂造成的设备故障,通过对故障数据进行统计分析,找到了原因并提出了改进方案,从而延长了万向联轴器的使用寿命,降低了设备故障率,保护设备稳定运行。造成万向联轴器断裂、裂纹的原因除承受转矩原因外,与其产品质量、安装、承载及工作环境等也密切相关。

    存在的问题

    故障有两种:一是万向轴叉头虎口处出现裂纹,二是万向轴花键套断裂。对万向联轴器出现故障进行检验后发现:一是万向轴叉头虎口圆弧处出现裂纹,此位置属于受力的薄弱位置;二是万向轴花键套焊接处断裂。   

    断裂原因及改进

    (1)工作环境。铸造桥式起重机万向联轴器出现故障主要出现在大车轨道断口较多,踏面磨损高低不平,轨距发生变化的运行环境中,导致起重机在运行过程中车轮所受冲击较大,间接作用于万向联轴器上,缩短了使用寿命。可以对起重机大车轨道的轨距、水平度、高低差等进行调整,并对轨道断口处进行铝热焊接。

    (2)承载不均匀。铸造桥式起重机大车车轮为分别驱动,每套大车机构都有独立的制动系统。若4套制动器制动力矩调整不一致,会使制动过程中4套制动器工作不同步。很可能出现1套制动器制动力矩过大,造成单个万向联轴器所承受的冲击载荷较大极易断裂。可以调整制动器制动力矩,使4套制动器同步制动,避免单个万向联轴器承受扭矩过大。

    (3)加工工艺。万向联轴器在制作时材料选用标准低、热处理工艺不当、叉头存在铸造缺陷及焊接质量等原因,均会导致万向联轴器在使用过程中容易形成薄弱点。可以通过选用性价比较高的万向联轴器,从材料、设计、工艺上确认量关,在源头上减少因质量问题导致的设备故障。

    (4)型号选择。如果万向联轴器的扭矩达不到现场的使用要求,极易出现裂纹甚至断裂。此时可以对万向联轴器所承受的扭矩进行校核计算,验证其扭矩是否满足现场使用要求,确认选用的万向联轴器能够达到或超过现场的使用转矩。

    据万向联轴器故障统计分析和断裂处形貌特征,重新做了计算与校核,以此来判断所使用的万向联轴器是否符合要求。根据计算,当工况系数K=3时,正常情况下此型号万向联轴器满足使用要求,但偏小。当工况系数K=4或K=5时,已经超过疲劳扭矩,不能满足使用要求。建议选用合适的万向联轴器,提高需用扭矩。

    所以选用合适的万向联轴器能够从零部件本身保护设备稳定性,使得零部件能够在1个正常的使用周期内不出现或少出现故障。既降低了设备运行故障率,又降低了维修成本,还减少维修人员的劳动强度,保护设备正常运行。

    各起重机的作业工况区别较大,应根据具体情况来采取相应的措施,才能避免万向联轴器断裂故障的发生。


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