十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器安裝使用與維護(hù)措施

李晶華

泰爾重工股份有限公司 安徽 馬鞍山243000

1 十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器簡(jiǎn)介

十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器在傳動(dòng)裝置當(dāng)中屬于一種通用件,其作用是把兩個(gè)不在同一傳動(dòng)軸線(xiàn)上的軸系相互聯(lián)接起來(lái),并實(shí)現(xiàn)扭矩與運(yùn)動(dòng)的正常傳遞。其承載性比較高、運(yùn)行平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)、無(wú)明顯噪音,且可提供大量軸向補(bǔ)償。在我公司,用十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器將輥壓機(jī)動(dòng)、定輥電機(jī)聯(lián)接至減速機(jī),其內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器的具體結(jié)構(gòu)

850粗軋開(kāi)坯機(jī)的工作動(dòng)力來(lái)自于兩臺(tái)上下安裝的5000k W 電機(jī),用單獨(dú)的兩根SWZ十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器聯(lián)接在電機(jī)和軋輥之間,開(kāi)坯機(jī)主要的開(kāi)坯對(duì)象是斷面為320×480 mm的坯料。為提高其工作效率,開(kāi)坯機(jī)采用80 mm 的單道次大壓下量以及往復(fù)軋制的開(kāi)坯工藝,按該工藝操作時(shí)要求開(kāi)坯機(jī)所用十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器必須具有非常強(qiáng)大的負(fù)載能力。

2 目前常見(jiàn)存在問(wèn)題

2.1 花鍵軸托瓦問(wèn)題 在花鍵軸中間位置上,有個(gè)支撐托瓦部位,對(duì)花鍵軸進(jìn)行支撐,負(fù)責(zé)平衡花鍵軸的自重,通過(guò)損耗件膠木瓦接觸花鍵軸?；ㄦI軸在長(zhǎng)時(shí)間的旋轉(zhuǎn)中,會(huì)不斷和膠木瓦相互摩擦,托瓦部位也會(huì)被磨損,軸頸由于磨損而便小后,與膠木瓦相互配合時(shí),產(chǎn)生的間隙也在增大,會(huì)讓十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器在運(yùn)行期間,出現(xiàn)徑向跳動(dòng),縮短十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器的使用壽命,讓軋機(jī)變得不穩(wěn)定。

2.2 花鍵軸端面法蘭問(wèn)題 花鍵軸端面與十字包安裝支座上的法蘭連接處,均設(shè)有十字鍵槽,并配設(shè)十字鍵,前期維修時(shí),拆解端面法蘭后發(fā)現(xiàn),其鍵槽存在嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象,十字鍵與鍵槽配合時(shí),其接觸面居然不足1/2,經(jīng)對(duì)表面的探傷檢測(cè)發(fā)現(xiàn),存在較多細(xì)小裂紋,對(duì)二者的裝配公差產(chǎn)生嚴(yán)重影響,同時(shí)加速鍵槽磨損,導(dǎo)致花鍵軸與十字包支座法蘭的連接螺栓不斷出現(xiàn)松動(dòng)、斷裂問(wèn)題。

2.3 十字包問(wèn)題 十字包上的五大類(lèi)零部件都是易損件。十字包當(dāng)中的任一零件發(fā)生故障時(shí),都會(huì)危害到其整體使用壽命,也會(huì)折損萬(wàn)向聯(lián)軸器的壽命。十字包的問(wèn)題有幾類(lèi):1)與十字軸有關(guān)的:竄動(dòng)、徑面磨損、點(diǎn)蝕、斷裂、裂紋以及剝落等;2)與軸承座有關(guān)的:內(nèi)孔磨損、點(diǎn)蝕、裂紋、斷裂以及剝落;3)與滾動(dòng)體有關(guān)的:磨損、點(diǎn)蝕、剝落、開(kāi)裂以及破碎;4)與密封件有關(guān)的:密封不嚴(yán),漏油或軸承進(jìn)水、進(jìn)灰;5)與緊固件有關(guān):松動(dòng)、疲勞,或者是斷裂。

2.4 叉頭扁套問(wèn)題 叉頭扁套內(nèi)的易損件主要是定位銅套與耐磨襯板,日常維護(hù)當(dāng)中需要定期視磨損情況予以更換,因原定位銅套設(shè)計(jì)的固定安裝螺栓比較小,銅套與叉頭扁套之間存在較大的配合公差,使銅套中的固定螺栓多次斷裂,使用壽命僅1～2個(gè)月。耐磨襯板因受到較大的長(zhǎng)期沖震,其固定螺栓會(huì)出現(xiàn)松動(dòng),使安裝襯板的沉槽嚴(yán)重磨損,失去定位效果,使襯板更加松動(dòng),進(jìn)入惡性循環(huán),最終使十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器無(wú)法平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng),頻繁出現(xiàn)徑向跳動(dòng),使軋機(jī)無(wú)法穩(wěn)定工作,縮短十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器壽命。

3 改進(jìn)對(duì)策

3.1 花鍵軸托瓦改進(jìn)450 mm的花鍵軸托瓦被磨損至426.5 ～428 mm,計(jì)算可知,425mm 亦可達(dá)到扭矩要求,去除托瓦表面的疲勞層,將其加工成425 mm,以重制425 mm 內(nèi)徑膠木瓦的方式,確保膠木瓦能匹配花鍵軸托瓦尺寸,可保證十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器不會(huì)在使用期間因托瓦部位與膠木瓦的無(wú)法嚴(yán)密配合而出現(xiàn)徑向跳動(dòng)。

3.2 花鍵軸端面法蘭改進(jìn) 花鍵軸端面法蘭鍵槽出現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕,槽鍵接觸面變小,槽面出現(xiàn)較多細(xì)紋。以機(jī)加工法將鍵槽表面裂紋與疲勞層去除,將槽寬增加3 mm。以34Cr Ni3 Mo材質(zhì)制作花鍵軸,其焊接性能不佳,無(wú)法以堆焊法實(shí)施修復(fù),需重制相應(yīng)的十字鍵,并調(diào)整二者的裝配公差,使其配合面至少達(dá)到90%的接觸面,確保配合公差與傳遞扭矩方面均可要求。

3.3 十字包 在十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器中,十字包最為薄弱,其零部件均易損,故十字包需定期整體更換,以確保其使用壽命。其中十字軸的原以單唇形式設(shè)計(jì)密封結(jié)構(gòu),密封不嚴(yán),易使?jié)櫥孤?在其內(nèi)部滾動(dòng)件間產(chǎn)生干摩擦。把它換成雙唇旋轉(zhuǎn)軸密封結(jié)構(gòu),并對(duì)推力軸承密封做改進(jìn),換成三道密封結(jié)構(gòu),能避免潤(rùn)滑脂泄漏,并防止有水、灰進(jìn)入其中,可延長(zhǎng)其的使用壽命。

3.4 叉頭扁套 為解決叉頭扁套襯板沉槽的磨損現(xiàn)象,按槽磨損后尺寸,加大槽寬、槽深,并對(duì)襯板做加大、加厚處理,以確保襯板的定位裝配效果。加大叉頭扁套內(nèi)固定定位銅套的法蘭面,并把M12的螺栓換成M20,強(qiáng)化銅套與叉頭扁套的固定狀態(tài),并降低了定位銅套與叉頭扁套的配合公差,以對(duì)銅套實(shí)行冷裝配,留出足夠的過(guò)盈量。

4 改進(jìn)后效果

以上述方案對(duì)十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器實(shí)施改進(jìn)修復(fù)后,其使用壽命加大了一倍,雖單次維修也增加了費(fèi)用,但與提高壽命進(jìn)行綜合計(jì)算后,維修成本有所降低,且節(jié)省了故障檢修、更換的人力與時(shí)間。其余2根按同樣方法做了改進(jìn)修復(fù)的十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器備件,投入使用至今已超過(guò)2年。其原1年的使用壽命由延長(zhǎng)到2年,其定位套筒原2個(gè)月的使用壽命延長(zhǎng)到6個(gè)月,易損件原12個(gè)月的使用壽命延長(zhǎng)到18個(gè)月,節(jié)約超過(guò)100萬(wàn)元的維修費(fèi)。

5 結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器進(jìn)行改進(jìn)修復(fù)時(shí),無(wú)論是花鍵副、花鍵軸端面鍵槽,還是襯板安裝槽尺寸均受限于傳遞扭矩,無(wú)法隨意增減,在改變其尺寸前必須對(duì)相關(guān)零部件展開(kāi)強(qiáng)度分析,保證其強(qiáng)度要求能夠得以滿(mǎn)足,方可實(shí)施改進(jìn),一旦零部件強(qiáng)度有所降低,將會(huì)縮短十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器壽命。