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    聯軸器的穩定與齒式聯軸器故障原因

    發布日期:2021-01-02 發布者:admin

    在聯軸器穩定工作時,其失效的原因不是由於受載過度而平均應力,而是由於交變應力過大,超過允許疲勞限度而在壓緊圈附近壓杆上產生疲勞裂紋或斷裂,然後擴散至拉杆邊,然後聯軸器產生故障。根據鋼片疲勞試驗,正常工況下,金屬鋼片的疲勞循環次數理論上為沒有限度值,因此GNL聯軸器的額定使用壽命不錯。

    傳動係統中安裝GNL聯軸器時,鋼片組的剛度對係統的扭轉特性起著重要作用。通常情況下係統的工作轉速要避開係統的自振頻率(一階),以免發生共振。

    如果GNL聯軸器由於安裝上精度不符合要求,而使鋼片壓杆產生二階壓曲形狀則產生片間摩擦的區域會擴大到壓杆中間,而產生愈大的摩擦阻尼,由於鋼片是、經得起高溫彈性鋼質材料製成,因此工作中鋼片間振蕩摩擦不會影響其壽命,這就是GNL聯軸器的優良特點。為了GNL聯軸器正常工作,二階壓屈現象是不希望產生的。

    根據GNL的鋼片軸位移剛度特性。由軸係橫振產生軸向和角向偏移時(2°和0.5°~1°之內)其複位力是相應微小的,振動交變力通過兩組鋼片的傳遞也衰減。從而使從動軸段上的橫振幅值降至很小,GNL聯軸器這種優良的隔振特性,不僅由試驗台架上測得的具體數據所證實,同時被所有裝用GNL聯軸器傳動設備和船用推進機組所證實。

    GNL鋼片撓性聯軸器的結構主要由不鏽鋼金屬薄片(鋼片)、半聯軸器、中間套、壓緊元件、螺栓、防鬆螺母、限位墊圈等組成。

    其工作原理:扭矩從主動端半聯軸器輸入,經沿圓周間隔布置的螺栓將扭矩傳輸至前端撓性鋼片組,再由撓性鋼片組通過螺栓傳到中間套筒,並同樣由另後端撓性鋼片組、螺栓及從動半聯軸器輸出。鋼片組件是撓性聯軸器的關鍵部件,它是由一些數量的薄片彈性不鏽鋼疊合組成,通過它來傳遞扭矩和去掉來自多方位的偏移量。鋼片厚度一般視扭矩的大小和工況的不同而選擇,一般為0.35~1.20mm,其形狀有圓環式、連杆式、束腰式等。

    在無軸向變位和角向偏轉變位的正常穩定工作時,杆件承受拉壓應力和旋轉質量離心力,金屬片承受合成平均應力。實際工作中,軸係都有一些串動,角向撓曲和徑向移位。因此,杆件上再疊加有彎曲交變應力,其交變頻率等於軸係旋轉頻率的2倍,交變的幅值取決於幾個變動移位值的矢量和。

    齒式聯軸器故障情況及原因:

    一、抱死

    當卡澀現象及鏽蝕嚴重到一些程度,主油泵轉子、汽輪機轉子及聯軸器將咬合在一起,此時聯軸器已經報廢。

    二、斷齒

    斷齒多是由於聯軸器內外齒圈受力不均所致,如加工時齒形的偏差,或運行時局部齒圈進入硬物,導致個別齒受力;安裝時的偏差也會使局部齒受力。另外,聯軸器加工時的熱處理工藝不當,個別齒內有殘餘應力甚至裂紋等,也是造成斷齒的原因之一。

    三、磨損

    磨損是齒式聯軸器常見的缺陷,運行時由於聯軸器內外齒圈之間有相對滑動,這是易產生磨損的基本原因。導致聯軸器磨損的其它原因主要有:

    (1)製造工藝差。加工工藝好的聯軸器內外齒圈之間齒形誤差小,聯軸器傳遞的旋轉力矩能平均分配在各個齒上;而加工工藝差的聯軸器齒圈則會受力不均,導致個別齒受力過大,從而引起磨損,嚴重時將發生斷齒。

    (2)材質應用或表麵熱處理工藝不當。齒式聯軸器的齒麵一般采用淬火或氮化處理以提升其表麵硬度,增加其性。但由於熱處理工藝不當,會導致聯軸器的內外齒麵硬度不足,內外齒接觸麵間性差,將引起聯軸器的磨損。

    (3)潤滑效果差。由於齒式聯軸器所連接的兩個轉動部件在轉動時有軸向移動,聯軸器須有良好的潤滑。潤滑效果差或失去潤滑,必將增大聯軸器內外齒之間的摩擦,長時間運行導致聯軸器的磨損。

    (4)安裝偏差。機組在安裝時主動軸和從動軸的端麵中心會出現偏差,當該偏差超過齒式聯軸器所允許的偏差範圍時,主油泵將隨汽輪機轉子做圓錐擺運動,造成主油泵軸瓦、推力瓦磨損甚至液壓調節係統的負荷擺動。

    四、卡澀

    當聯軸器潤滑效果較差或失去潤滑時,聯軸器與被聯接軸將會出現卡澀。同樣,若安裝偏差過大,也會導致此種現象。由於主油泵所在的前箱離汽輪機的前汽封尤其近,當運行調整不當時即會有蒸汽進入前箱內,帶水的透平油的潤滑效果好降低,還加快了鐵質部件的鏽蝕過程。水分長期殘留在聯軸器內,將加快聯軸器的卡澀。