十字轴式万向联轴器应用及改进.doc

十字轴式万向联轴器应用及改进1.联轴器失效分析及改进     原接轴采用swz型轴承座式十字轴式万向联轴器，四辊轧机工作辊最小直径为730mm，实际接轴轧辊侧与电机侧十字包回转直径均为710 mm。该万向接轴承载能力只有1225kn.m，大大低于轧机设计配用主传动万向接轴承载能力。     轴承座螺栓断裂是最常见的失效形式，轴承座把合螺栓规格小，抗剪抗拉能力小；另外接轴叉头止口接触面积小，止口容易损伤产生间隙并不断扩大。轴承座止口存在间隙是造成接轴螺栓受冲击拉力的重要原因，也是造成螺栓断裂的主要原因。     原设计轧辊侧十字包中螺栓与十字轴未能充分利用十字包内空间，十字轴直径仅为177.1mm，轴承座高强度螺栓为m68，部件承载能力不够。     由于叉头、轴承座尺寸较大，形状复杂，表面加工及热处理质量很难控制。轴承座、叉头根部圆角处机加工表面粗糙度与图纸抛光要求相差甚远，加工表面存在微观裂纹，热处理过程中根部过渡圆角处残余应力较高，极易形成裂纹。     2 改进措施     通过增大轴承座螺栓规格，轧辊侧由m68增大到m72，后又增大到m76，电机侧增大到m95，提高了螺栓抗剪抗拉能力。改进止口尺寸，加高传递键，增加承载接触面积，降低止口面损伤产生的间隙，改善降低螺栓受冲击情况，提高螺栓寿命。     采取以上措施后，万向联轴器从1996年底开始使用，近3年时间内，传动接轴共发生事故7起,，其中断螺栓事故4起（因螺栓材质问题而产生的事故2起），花键套开裂1起，叉头开裂1起，十字轴滚珠碎1起。而改造前的1996年，仅断螺栓事故一项就20多起，因而接轴的改造为济钢中板厂生产水平的逐年提高提供了保证。     3新型联轴器的应用     3.1 新型swz轴承座式联轴器的应用     由于轧辊侧受回转半径的限制，原来的swz型联轴器己无法进一步提高承载能力，新型swz联轴器将原来2个m76轴承座螺栓改为6个m39螺栓。     其主要特点如下：     （1）将轴承座联结用螺栓改为多数量、小规格形式，改善螺栓受力状况；原设计轴承座每边只有一个螺栓，使轴承座与叉头接合部位预紧力不均，尤其是接轴径向不能承受力矩；     （2）十字轴接合部取消阶梯轴，改为大圆弧过渡设计，减少了应力集中，充分利用了十字包内部空间，十字轴直径为200mm，增大了承载能力；     （3）轴承座的键槽采用合理的宽深比，提高传动扭矩，减少轴承座键槽开裂现象；     （4）接轴叉头十字瓣为整体式，提高十字包的整体强度。     改进后的万向联轴器承载能力为2500kn.m，达到了设计要求。于2001年9月投入使用，效果良好，使用寿命达到1年以上。     3.2 新型 swc整体式联轴器的应用     为解决电机侧万向联轴器在长期使用中出现的轴承座、花键套、法兰根部裂纹及螺栓、十字轴断裂问题，于2002年4月投用了新型swc整体式十字万向联轴器（无螺栓结构）。       十字轴式万向联轴器简称万向轴。是应用日益广泛的传动基础件。SWC型万向轴是万向轴族种结构最紧凑，承载能力最大， 可靠性最高的一种型式。 我公司集二十年生产万向轴之经验，学习借鉴国外先进技术并运用有限元仿真手段，对SWC型万向轴进行了三次换代设计改进， 从而使结构日趋完善，性能显著提高，外形更加美观。而且在JB5513-91产品标准的基础上增加了SWCD短型系列和具有我公司独立知识产权的专利产品空心万向轴系列，进一步满足了顾客的多样性需求。 近年来，我公司确立实施了“专心致志，聚精会神，建中国工业万向轴研发生产基地，创赑屃世界知名品牌”的企业定位；坚持了“细节决定成败”的质量理念；并实现了加工设备“专机化、数控化”。从而保证了我公司SWC型万向轴产品质量迅速提高；逐步缩小了与世界著名厂家的差距。进入新世纪以来，我们的万向轴产品已走出国门，大批量出口欧美市场。