梯形齿万向联轴器在轧机上的应用

在钢铁企业生产中，主生产设备轧钢机是由电机提供动力，通过万向联轴器传送到轧辊后进行轧制的。由于轧钢机的主电机功率大，输出的转矩也大。转矩是通过万向联轴器的连接法兰面传递到另一个法兰面来实现轧辊驱动的。钢厂的万向联轴器采用方形键的连接方式来传递转矩，经常出现转矩传递失效的情况。发现万向联轴器采用的是用一个或多个方形键和螺栓进行连接，在使用过程中因承载转矩和剪切力主要集中在方形键及连接螺栓上，容易导致方形键破损或扭曲变形而失效。针对这种情况，改用梯形齿进行连接，新的连接方式增强了转矩传递能力，减少了设备故障的发生，提高了设备使用寿命。
为了提高万向联轴器连接轴端面的抗剪切和抗挤压能力，须增加连接轴端面的受力面积。在设备检修过程中，对万向联轴器连接轴端面改用了梯形齿连接的方式。连接方法如下：齿数为60，梯形槽牙型角为10°，两端面间隙约为1.5mm，齿形长度为80mm，齿面淬火硬度为50～55HRC。齿面加工方法：在TK42160C数控镗铣床上进行加工，齿形用10°。成型刀双面铣削而成，螺栓孔也同时在数控机床上加工，确认两端面齿能顺利啮合装配。加工后，齿面表面淬火硬度为50—55HRC。
端面梯形齿连接方式的特点如下：
1)受力面积比方形键连接方式增加了l5倍左右，避免了因集中受力而容易破坏的情况；
2)安装方便，由于端面齿形是发散型结构和10°梯形槽牙型角，均以圆心为中心，装配时两端面会自动定心啮合；
3)齿底留有约1.5mm间隙，当齿面磨损时，可紧固螺栓使两端面重新啮合，而不需更换和用心服务；
4)加工精度好，需在数控机床上加工方能满足精度要求；
5)由于会自动定心，只能用于万向轴这种可调轴，因为不能进行轴的高度调节，因此它的应用范围受到确定限制。
对机组传动轴改造后，应用梯形齿替代了方形键连接，改造后的万向联轴器安装简易、方便，端面梯形齿经表面淬火后增加了硬度和强度，受力面分布均衡，剪切应力较分散，其传递转矩的能力优良提高。万向联轴器运行平稳优良，使用寿命比之前延长了，同时还减少了设备故障和备件消耗。