鼓形齒式卷筒聯(lián)軸器常見故障分析與處理

起重機卷筒聯(lián)軸器作為起升機構(gòu)的重要傳動部件，其運行的穩(wěn)定性和性在設(shè)備 使用中起到舉足輕重的作用。卷筒聯(lián)軸器按結(jié)構(gòu)形式，一般分為直接嚙合式、球鉸式、球面滾子以及鼓形齒等形式。球面滾子和鼓形齒2種形式結(jié)構(gòu)緊湊，傳遞扭矩大，目前較為常用。球面滾子聯(lián)軸器具有較大的補償量，但滾珠、滾道磨損以及對傳動系統(tǒng)沖擊較大的問題造成后期維護量較大。比較而言，鼓形齒式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)緊湊、運行穩(wěn)定，在角向補充、抗沖擊等方面的綜合性能較好，目前在大型起重機上廣泛應(yīng)用。

外齒軸套通過內(nèi)圈與減速器輸出軸過盈配合并配有鍵連接，法蘭內(nèi)齒圈的法蘭盤圓周方向均勻分布螺栓孔，與分布在卷筒端面板上的螺孔對應(yīng)，并通過螺栓實現(xiàn)與卷筒的固定，將減速器輸出扭矩和轉(zhuǎn)速傳遞到卷筒。承載環(huán)安裝在外齒軸套上，主要承受來自卷筒的徑向載荷；內(nèi)外端蓋、密封圈主要起軸向固定、密封作用；指針既可用作安裝定位，也是運行過程中直觀檢查齒面磨損的工具。

鼓形齒式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)緊湊、安裝要求較高，因此早期故障多由于安裝不當(dāng)引起，如端蓋螺栓斷裂、法蘭螺栓斷裂等。

1外端蓋螺栓斷裂分析與處理

以某原料碼頭卸船機抓斗提升卷筒聯(lián)軸器為例，在使用3個月內(nèi)出現(xiàn)了外端蓋螺栓斷裂的問題，檢查螺栓斷口形貌，呈現(xiàn)明顯的拉伸斷裂特征。根據(jù)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)原理及安裝情況分析，外端蓋正常運行中不受聯(lián)軸器傳遞載荷的影響，結(jié)合對定位指針位置的檢查結(jié)果，初步判斷可能由于安裝不當(dāng)引起。進一步打開外端蓋進行確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)承載環(huán)與外端蓋對應(yīng)的端面有明顯的接觸擠壓痕跡。根據(jù)以上情況綜合分析，可以確定聯(lián)軸器承載環(huán)與外端蓋間隙過小，造成安裝在法蘭外齒圈上的外端蓋在運行中受到來自承載環(huán)的軸向沖擊載荷，外端蓋安裝螺栓在此附加沖擊載荷的作用下被拉伸斷裂。

由于受到生產(chǎn)條件的限制，此問題可通過臨時處理恢復(fù)設(shè)備正常使用，即通過調(diào)整墊片增加外端蓋與承載環(huán)之間的軸向間隙，解除外端蓋連接螺栓在運行過程中的附加載荷，解決螺栓斷裂問題。

此類問題的根本原因是聯(lián)軸器兩端部件即減速器和卷筒之間的間隙小于許用安裝間隙，因此，通過調(diào)整卷筒和減速器之間的軸向距離，釋放出承載環(huán)和端蓋之間 的間隙，運行過程中不因軸向竄動而造成非正常接觸，才能 解決。調(diào)整對象一般選定為卷筒，調(diào)整量可根據(jù)聯(lián)軸器安裝說明，并測量軸向竄動距離確定，調(diào)整后對照其定位指針進行驗證。

2卷筒連接螺栓斷裂分析與處理

2.1原因分析

法蘭內(nèi)齒圈與卷筒連接螺栓的斷裂，可由聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)特征入手進行分析，其原因比較復(fù)雜，總的來說，可歸納為以下3個方面：

(1)聯(lián)軸器內(nèi)外齒圈沖擊。該螺栓組將法蘭內(nèi)齒圈與卷筒連接固定，同時承受來自內(nèi)外齒回轉(zhuǎn)沖擊載荷，按其結(jié)構(gòu)特征，主要承受剪切力。因此，當(dāng)回轉(zhuǎn)沖擊載荷對螺栓的剪切力超出螺栓承受 ，螺栓將會發(fā)生松動、斷裂。這種情況可能由驅(qū)動機構(gòu)非正常工作狀態(tài)造成，如頻繁過載等。如果聯(lián)軸器使用時間較長，則要檢查齒面磨損量是否已超出使用 限。

(2)螺栓因素。該螺栓組由均勻分布在法蘭盤圓周方向多只螺栓組成，因此，如果螺栓擰緊力矩不足、擰緊力不均勻或擰緊方方法不當(dāng)，可能造成部分螺栓達不到設(shè)計使用要求而發(fā)生斷裂。

(3)聯(lián)軸器位置偏差。由于初次安裝或維護過程中 換調(diào)整聯(lián)軸器、減速器、卷筒等相關(guān)部件時未能達到聯(lián)軸器安裝要求，造成實際軸向偏差、徑向偏差超出許用偏差(即對中不當(dāng))，運行中的附加載荷導(dǎo)致螺栓剪切斷裂。實際使用中，聯(lián)軸器位置偏差是造成法蘭螺栓斷裂的常見原因。

2.2解決方案

由于卷筒聯(lián)軸器法蘭螺栓斷裂的原因比較復(fù)雜，以某原料碼頭卸船機提升卷筒聯(lián)軸器為例，介紹該問題的解決方法和步驟。

該卸船機投用6個月內(nèi)，4個提升卷筒相繼出現(xiàn)了不同程度的聯(lián)軸器法蘭螺栓松動乃至斷裂的情況，其解決方法和步驟如下：

(1)根據(jù)對聯(lián)軸器指針的檢查結(jié)果和使用狀況判斷，排除內(nèi)外齒圈沖擊的因素，原因可能為螺栓擰緊不當(dāng)或聯(lián)軸器對中不當(dāng)。

(2)使用了激光對中儀檢查聯(lián)軸器對中，結(jié)果呈現(xiàn)卷筒與減速器輸出軸之間存在不同程度的不對中情況，卷筒聯(lián)軸器實際軸線角偏差較高達到0.2435°，超出了設(shè)計許用值0.2°。

(3)根據(jù)各自卷筒對中檢測結(jié)果，通過對卷筒軸承座安裝底座的調(diào)整， 卷筒與減速箱輸出軸的對中狀況，從而使卷筒聯(lián)軸器獲得較佳工作狀態(tài)，解決了法蘭連接螺栓斷裂的問題；在調(diào)整對中的同時，對卷筒的軸向位置進行了優(yōu)化，從根本上解決了外端蓋螺栓斷裂的問題。

在實際應(yīng)用和維護過程中，由于受到生產(chǎn)作業(yè)工況限制，法蘭螺栓斷裂問題的解決往往需要 的周期。為了兼顧生產(chǎn)作業(yè)和設(shè)備穩(wěn)定，在實際操作中可結(jié)合螺栓松動的情況，先實施螺栓復(fù)緊，并跟隨觀察其變化情況，再實施對中檢測和調(diào)整。

3維護對策

卷筒聯(lián)軸器的使用狀態(tài)關(guān)系到起重機的 、穩(wěn)定運行，因此 高度重視并按標(biāo)準(zhǔn)實施，檢查和維護。在以下4個方面做好卷筒聯(lián)軸器的安裝和維護，可以在很大程度上其運行的穩(wěn)定性：

(1)對中。對中狀況直接影響到鼓形齒式聯(lián)軸器的正常使用狀態(tài)和壽命，因此 按照聯(lián)軸器供應(yīng)商提供的安裝要求，督促起重機制造單位嚴(yán)格控制安裝偏差。

(2)連接螺栓。連接螺栓的松動、斷裂往往會反映出聯(lián)軸器乃至傳動系統(tǒng)的異常，因此使用恰當(dāng)方法將螺栓均勻擰緊到標(biāo)準(zhǔn)扭矩，并定期檢查螺栓緊固狀況，有利于控制卷筒聯(lián)軸器的使用狀態(tài)。

(3)指針檢查。聯(lián)軸器指針為直觀檢查軸線方向和圓周方向相對位置提供了便利，可建立指針偏移量臺帳并實施劣化傾向管理，通過指針位置的變化跟隨聯(lián)軸器傳動齒的磨損狀況。

(4) 換油脂。定期 換聯(lián)軸器潤滑脂，是其使用壽命的重要手段，也可以通過溢出油脂的檢查輔助判斷傳動齒的磨損狀況。

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