809#門機起升聯(lián)軸節(jié)更換

【摘 要】門座式起重機的起升機構當中，聯(lián)軸器是連接電機和減速箱的重要部件，是傳遞扭矩與轉(zhuǎn)速的紐帶。經(jīng)過實地測量，設計計算、組織安裝等步驟，將9#門機的起升機構改成梅花彈性體聯(lián)軸器，利用彈性元件的變形來補償兩軸的偏斜和位移，同時彈性元件具有緩沖和減震性能，能夠在高速、重載的情況下起到很好的傳動作用，在日常的檢查與維護當中十分方便，維修過程簡單，更換周期短，使用效果較好，保障了設備的安全運行，為安全生產(chǎn)提供了可靠的保障。

【關鍵詞】門機起；技術

一.立項背景

我公司809#門機起升機構采用CICL9型鼓形齒式聯(lián)軸器，來補償實際工作當中聯(lián)軸器產(chǎn)生的綜合位移。但是在高速、重載的動力傳動中，此聯(lián)軸器的緩沖、減震和動態(tài)補償性能不足，結(jié)構復雜、制造困難、成本高、有噪音、不能緩沖減振。目前，此聯(lián)軸器故障頻發(fā)，側(cè)端螺栓切斷多條，內(nèi)齒盤外側(cè)連接蓋板存在軸向移動，并出現(xiàn)較大沖擊振動，可能對減速箱等機構有不良影響，隨著長時間的使用，聯(lián)軸器的內(nèi)齒外齒結(jié)合處出現(xiàn)了很多磨損，嚙合不穩(wěn)定，噪聲很大。

二.總體思路

本著降低生產(chǎn)成本，保證設備完好率的工作方針。通過參觀與考察發(fā)現(xiàn)，在電機與減速箱之間的連接方式各不相同。門座式、門式起重機起升聯(lián)軸節(jié)亦采用各種各樣的形式，但是由于工況的不同，發(fā)現(xiàn)梅花彈性聯(lián)軸器適用于長期處于重載高速運動的連接端。經(jīng)過實地測量、設計計算、系統(tǒng)校核、設計安裝、觀察記錄，發(fā)現(xiàn)梅花彈性彈性聯(lián)軸節(jié)能夠滿足我公司設備要求，設備利用率得到提高，檢查方便，保養(yǎng)維修周期長

三.技術方案

3.1 實地測量

在維修9#門機起升聯(lián)軸節(jié)時，測出減速箱與電機之間的水平距離為450mm，整個電機機殼半徑R=360mm，電機與卷筒之間的水平距離為200mm。

將齒形聯(lián)軸節(jié)拆除后測量電機輸出軸端尺寸如下：

減速箱輸入軸端尺寸如下：

通過測量得出：

主動端（電機輸出軸端）軸徑φ110mm，為錐軸，采用C型鍵槽，鍵槽寬為25mm。

從動端（減速箱輸入軸端）軸徑φ80mm，為直軸，采用A型鍵槽，鍵槽寬為22mm。

電機輸出軸與卷筒之間的距離為：360mm + 200mm =560mm，通過查詢手冊可知，聯(lián)軸器最大的寬度為400，故不比考慮寬度方向的尺寸限制。

電機與減速箱之間的距離為

3.2 設計計算

1）已知動力機參數(shù)

1>YZP355M-6TH三相異步電動機電動機的功率為Pw為160kw，

轉(zhuǎn)速n=1260r/min

2>聯(lián)軸器主動端的理論轉(zhuǎn)矩Ta=9550×Pw/n

=9550×160/1260=1212Nm

3>轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量為Ja=9.63kgm2（查詢電機樣本）

4>啟動次數(shù)：Z=150次/h

5>環(huán)境溫度：-20℃∽30℃

6>主動端沖擊轉(zhuǎn)矩即啟動轉(zhuǎn)矩：Tas=K×Ta=2.5×1212=3030Nm

通過表1-1可以查詢得出工況系數(shù)K為2.75。

2）已知工作機參數(shù)

1>負載額定滿負荷m=25000kg

2>負載平均轉(zhuǎn)矩Tl= m×r=25000×0.5=12500Nm

3>起升機構達到最大速度70m/min（即2.33m/s）耗時3s，

由于ω=ω0+at得出，

負載起升的最大角加速度為a=ω/t=2.33÷60÷3=0.0129m/s2

4>由于卷揚機構當中卷筒為固定件，卷筒產(chǎn)生的扭矩可忽略不計。

故經(jīng)過減速箱后作用于聯(lián)軸器的扭矩為T2=T1÷i=12500÷67=186Nm

5>整機負載轉(zhuǎn)動慣量J0=m×a=25000×0.0129=322.5kgm2

故經(jīng)過減速箱后作用與聯(lián)軸器上的轉(zhuǎn)動慣量（即作用于聯(lián)軸器的負載轉(zhuǎn)動慣量）為Jl=J0÷i=322.5÷67=4.81kgm2

3）選用聚氨酯彈性元件聯(lián)軸器，載荷均勻時應滿足

理論轉(zhuǎn)矩Ta≥Tl×Kt= 12500×1=12500Nm

4）初選GB/T 5272-2002中LM14型，Tn=25000Nm的梅花彈性聯(lián)軸器，彈性體為聚氨酯。

1>最大轉(zhuǎn)矩TAmax=2Tn=2×25000=50000Nm

2>半聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動慣量J1=J2=2.499Kg/m2 （查詢標準）

3>啟動系數(shù)：Kz=1.3 （查表可知）

4>溫度系數(shù)：Kt=1.0 （查表可知）

5>沖擊系數(shù)：Kas=1.8 （一般取1.8）

6>質(zhì)量系數(shù)Kaj =（Jl+Jz）/（Ja+J1）+（Jl+J2）

=（4.81+2.499）/（9.63+2.499+4.81+2.499）

=0.37

5）沖擊載荷時主動端的沖擊扭矩

TAmax>TasKajKasKtKz=3030×0.37×1.8×1.0×1.3

≈2623Nm∠50000Nm

故主動端沖擊轉(zhuǎn)矩小于彈性聯(lián)軸器的最大轉(zhuǎn)矩，可以安全使用。

3.3 安裝工藝

拆裝此聯(lián)軸節(jié)的過程：電機的橫移、原有齒形聯(lián)軸節(jié)的拆卸、安裝新的梅花形聯(lián)軸節(jié)、檢查校正。

1）電機的橫移：電機橫移前，將已經(jīng)做好的固定支架放在電機底座的外側(cè)，并和底板臨時點焊，用現(xiàn)場單梁葫蘆或用導鏈將電機橫移，為拆卸聯(lián)軸器留有足夠的空間。

2）原有齒形聯(lián)軸節(jié)的拆卸：首先松開齒形聯(lián)軸節(jié)外接螺栓。由于電機軸端為錐軸，取出主動短的緊固螺栓后，可以很容易將聯(lián)軸節(jié)取出。當取出減速箱端聯(lián)軸節(jié)時，首先現(xiàn)場做液壓拉碼的固定支架，然后用液壓拉碼將半聯(lián)軸節(jié)取下。若拉不動聯(lián)軸節(jié)，可以用氣割設備將原有聯(lián)軸節(jié)拆除，并在切割過程中在軸端（靠近減速箱一側(cè)）持續(xù)加水降溫，觀察水蒸發(fā)現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)溫度過高應暫停切割，待降溫后繼續(xù)進行切割。

3）安裝新的梅花聯(lián)軸節(jié)

裝配前，必須將聯(lián)軸器的各零部件清洗干凈；檢查彈性體外形要光滑、平整、工作面不得有麻點，內(nèi)部不得有雜質(zhì)、氣泡、裂紋等缺陷；檢查半聯(lián)軸節(jié)表面不得有裂紋或其他缺陷。

用單梁葫蘆或手拉葫蘆將主動端、從動端半聯(lián)軸節(jié)吊起，用高頻加熱機按照說明書提示溫度加熱到300℃，將鍵放入軸上的鍵槽當中、鍵端不應凸出或凹入軸端，以平齊為好，然后一次分別將半聯(lián)軸節(jié)套裝在相應的軸上，鎖緊錐形軸的螺母。

四.主要技術創(chuàng)新點

1、聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于制造以及安裝誤差、承載后的變形、溫度的變化等影響，會引起兩軸相對位置的變化，往往不能保證嚴格的對中，而采用梅花彈性體聯(lián)軸器可以將這些問題用具有彈性的梅花彈性體來進行補償，在滿足設備正常運轉(zhuǎn)的同時，降低了兩軸之間傳遞扭矩、及轉(zhuǎn)速過程中對兩軸的對中性的嚴格要求，使傳動更加穩(wěn)定、可靠。

2、通過對聯(lián)軸節(jié)的改造，避免了使用過程中長期需要人工進行加注潤滑油的作業(yè)，節(jié)省了勞動力。同時避免了加注潤滑油后造成潤滑油隨著設備的運轉(zhuǎn)導致潤滑油灑落地面的可能性，使機房的工作環(huán)境更為干凈、整潔。

3、整個傳動機構能夠清楚的展現(xiàn)出傳動過程的現(xiàn)象，能夠更加直觀的表現(xiàn)出聯(lián)軸節(jié)的工作狀態(tài)，方便了日常的維護與檢查。

4、梅花彈性聯(lián)軸器的使用，避免了齒形聯(lián)軸器在運行過程中內(nèi)外齒由于磨損而出現(xiàn)的劇烈的噪改造后如下圖：

五.經(jīng)濟效益與社會效益情況

809#門機起升聯(lián)軸節(jié)采用梅花彈性體聯(lián)軸節(jié)，具有技術先進、集成化、簡單化、檢查方便、更換容易等優(yōu)點，同時也可以和其它機構很好地配合，解決了原齒形聯(lián)軸節(jié)存在的諸多問題。所以本項目適于大部分門座式起重機、門式起重機的起升機構以及各種起重機械的起升傳動系統(tǒng)當中具有廣泛的推廣應用價值。我公司也將陸續(xù)進行其他門機起升機構聯(lián)軸節(jié)的改造。

綜上所述，我公司對809#門機起升聯(lián)軸節(jié)的改造取得了圓滿成功，使設備性能有了明顯提升，使設備能夠安全可靠地運行，為公司的裝卸生產(chǎn)提供了可靠保障，同時故障率大大降低也減少了維修成本。

參考文獻：

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