鼓形齒式聯(lián)軸器長期運(yùn)行后或在沖擊、故障狀態(tài)下的常見破壞形式主要有法蘭螺栓斷裂破壞及嚙合齒面磨損破壞等。

1 法蘭螺栓斷裂

某鑄造起重機(jī)起升卷筒鼓形齒聯(lián)軸器在安裝運(yùn)行不到半年內(nèi)，法蘭盤螺栓出現(xiàn)如圖1 所示的斷裂破壞，嚴(yán)重影響了設(shè)備安全性能。為尋找破壞原因，進(jìn)行了以下檢驗(yàn)工作：采用聯(lián)軸器指針對(duì)齒面檢測，發(fā)現(xiàn)明顯的沖擊磨損現(xiàn)象，說明聯(lián)軸器運(yùn)行過程中存在振動(dòng)沖擊；利用激光對(duì)中儀器檢驗(yàn)小車架上卷筒與聯(lián)軸器的安裝同軸度情況，發(fā)現(xiàn)由于起重機(jī)小車生產(chǎn)安裝過程中卷筒、減速器等零部件底座有調(diào)整，從而造成不同軸情況，偏差超過0.2°；除此之外，發(fā)現(xiàn)連接的兩軸之間存在微量偏斜。

綜上所述，法蘭螺栓破壞基本可歸納為以下原因：

1）沖擊載荷 當(dāng)出現(xiàn)較大沖擊載荷時(shí)，此沖擊力將轉(zhuǎn)化為螺栓組所受的瞬時(shí)回轉(zhuǎn)力矩，單個(gè)螺栓在較大瞬時(shí)剪力下易造成松動(dòng)或斷裂。

2）螺栓預(yù)緊力不足 當(dāng)螺栓安裝時(shí)，擰緊力矩不足或不均勻時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致局部螺栓不起作用，從而有效連接螺栓數(shù)量減少，螺栓受力驟增造成破壞。

3）聯(lián)軸器安裝不同軸 在起重機(jī)小車安裝維護(hù)使用過程中，若出現(xiàn)沿連接軸向的偏差或不同軸現(xiàn)象，將會(huì)對(duì)系統(tǒng)引起附加載荷，且隨著運(yùn)行速度和扭矩的增加而增大，嚴(yán)重時(shí)將引起螺栓剪切破壞，此為見的螺栓斷裂事故原因。

圖1聯(lián)軸器螺栓斷裂破壞

2 鼓形齒齒面磨損失效

起重機(jī)械用卷筒鼓形齒聯(lián)軸器，屬于低速重載工況，且主要依靠一對(duì)內(nèi)齒輪嚙合傳遞扭矩，根據(jù)之前的有限元分析，齒面嚙合部位存在較大的應(yīng)力集中，故極易造成齒面磨損破壞現(xiàn)象，如圖2所示。探究其破壞根源，發(fā)現(xiàn)由于應(yīng)力集中帶來接觸疲勞，使得齒面出現(xiàn)部分脫落現(xiàn)象，脫落的磨粒進(jìn)入嚙合部位進(jìn)一步造成了磨料磨損，形成惡性循環(huán)。另外，當(dāng)輪齒的表面粗糙度過大或安裝精度不足，將導(dǎo)致齒輪所受偏載及動(dòng)載增加；潤滑油自身或發(fā)熱造成粘度過低時(shí)，對(duì)于大起重量的起重機(jī)而言，聯(lián)軸器接觸輪齒處于邊界潤滑狀態(tài)，不足以形成完整的潤滑膜，也將加快齒面的磨損破壞，同樣值得注意。

圖2聯(lián)軸器鼓形齒輪副失效破壞

3 解決方案

起重機(jī)用卷筒鼓形齒聯(lián)軸器的性能關(guān)系整機(jī)安全性能和使用壽命，故在日常使用、維護(hù)和檢驗(yàn)過程中必須加以重視。根據(jù)之前的分析，為延長聯(lián)軸器的使用壽命，可以從以下幾個(gè)方面著手：

1) 保障安裝同軸 聯(lián)軸器不同軸是影響其性能和壽命的見因素，故必須在源頭上，即安裝時(shí)保證聯(lián)軸器的同軸效果，這對(duì)于制造單位提出了嚴(yán)苛要求。

2) 定期檢驗(yàn)螺栓 螺栓連接亦是影響其性能的關(guān)鍵因素，不可忽視，在安裝和日常維護(hù)過程中應(yīng)對(duì)螺栓擰緊力矩和緊固情況進(jìn)行檢查，實(shí)時(shí)掌握聯(lián)軸器狀態(tài)。

3) 齒面指針檢查 鼓形齒式聯(lián)軸器自帶指針為齒面狀態(tài)監(jiān)控提供了便利，故為檢查傳動(dòng)齒的磨損破壞情況并提前找出原因進(jìn)行恢復(fù)，必須對(duì)指針偏移等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。

4) 定期更換油脂 齒面失效的主要形式是疲勞磨損，定期更換潤滑油并適當(dāng)增大潤滑油粘度可以對(duì)輪齒起到很好的保護(hù)作用。