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    联轴器的稳定与齿式联轴器故障原因

    发布日期:2021-01-02 发布者:admin

    在联轴器稳定工作时,其失效的原因不是由于受载过度而平均应力,而是由于交变应力过大,超过允许疲劳限度而在压紧圈附近压杆上产生疲劳裂纹或断裂,然后扩散至拉杆边,然后联轴器产生故障。根据钢片疲劳试验,正常工况下,金属钢片的疲劳循环次数理论上为没有限度值,因此GNL联轴器的额定使用寿命不错。

    传动系统中安装GNL联轴器时,钢片组的刚度对系统的扭转特性起着重要作用。通常情况下系统的工作转速要避开系统的自振频率(一阶),以免发生共振。

    如果GNL联轴器由于安装上精度不符合要求,而使钢片压杆产生二阶压曲形状则产生片间摩擦的区域会扩大到压杆中间,而产生愈大的摩擦阻尼,由于钢片是、经得起高温弹性钢质材料制成,因此工作中钢片间振荡摩擦不会影响其寿命,这就是GNL联轴器的优良特点。为了GNL联轴器正常工作,二阶压屈现象是不希望产生的。

    根据GNL的钢片轴位移刚度特性。由轴系横振产生轴向和角向偏移时(2°和0.5°~1°之内)其复位力是相应微小的,振动交变力通过两组钢片的传递也衰减。从而使从动轴段上的横振幅值降至很小,GNL联轴器这种优良的隔振特性,不仅由试验台架上测得的具体数据所证实,同时被所有装用GNL联轴器传动设备和船用推进机组所证实。

    GNL钢片挠性联轴器的结构主要由不锈钢金属薄片(钢片)、半联轴器、中间套、压紧元件、螺栓、防松螺母、限位垫圈等组成。

    其工作原理:扭矩从主动端半联轴器输入,经沿圆周间隔布置的螺栓将扭矩传输至前端挠性钢片组,再由挠性钢片组通过螺栓传到中间套筒,并同样由另后端挠性钢片组、螺栓及从动半联轴器输出。钢片组件是挠性联轴器的关键部件,它是由一些数量的薄片弹性不锈钢叠合组成,通过它来传递扭矩和去掉来自多方位的偏移量。钢片厚度一般视扭矩的大小和工况的不同而选择,一般为0.35~1.20mm,其形状有圆环式、连杆式、束腰式等。

    在无轴向变位和角向偏转变位的正常稳定工作时,杆件承受拉压应力和旋转质量离心力,金属片承受合成平均应力。实际工作中,轴系都有一些串动,角向挠曲和径向移位。因此,杆件上再叠加有弯曲交变应力,其交变频率等于轴系旋转频率的2倍,交变的幅值取决于几个变动移位值的矢量和。

    齿式联轴器故障情况及原因:

    一、抱死

    当卡涩现象及锈蚀严重到一些程度,主油泵转子、汽轮机转子及联轴器将咬合在一起,此时联轴器已经报废。

    二、断齿

    断齿多是由于联轴器内外齿圈受力不均所致,如加工时齿形的偏差,或运行时局部齿圈进入硬物,导致个别齿受力;安装时的偏差也会使局部齿受力。另外,联轴器加工时的热处理工艺不当,个别齿内有残余应力甚至裂纹等,也是造成断齿的原因之一。

    三、磨损

    磨损是齿式联轴器常见的缺陷,运行时由于联轴器内外齿圈之间有相对滑动,这是易产生磨损的基本原因。导致联轴器磨损的其它原因主要有:

    (1)制造工艺差。加工工艺好的联轴器内外齿圈之间齿形误差小,联轴器传递的旋转力矩能平均分配在各个齿上;而加工工艺差的联轴器齿圈则会受力不均,导致个别齿受力过大,从而引起磨损,严重时将发生断齿。

    (2)材质应用或表面热处理工艺不当。齿式联轴器的齿面一般采用淬火或氮化处理以提升其表面硬度,增加其性。但由于热处理工艺不当,会导致联轴器的内外齿面硬度不足,内外齿接触面间性差,将引起联轴器的磨损。

    (3)润滑效果差。由于齿式联轴器所连接的两个转动部件在转动时有轴向移动,联轴器须有良好的润滑。润滑效果差或失去润滑,必将增大联轴器内外齿之间的摩擦,长时间运行导致联轴器的磨损。

    (4)安装偏差。机组在安装时主动轴和从动轴的端面中心会出现偏差,当该偏差超过齿式联轴器所允许的偏差范围时,主油泵将随汽轮机转子做圆锥摆运动,造成主油泵轴瓦、推力瓦磨损甚至液压调节系统的负荷摆动。

    四、卡涩

    当联轴器润滑效果较差或失去润滑时,联轴器与被联接轴将会出现卡涩。同样,若安装偏差过大,也会导致此种现象。由于主油泵所在的前箱离汽轮机的前汽封尤其近,当运行调整不当时即会有蒸汽进入前箱内,带水的透平油的润滑效果好降低,还加快了铁质部件的锈蚀过程。水分长期残留在联轴器内,将加快联轴器的卡涩。