鼓形齒式聯軸器的故障原因分析和改進特點

棒線軋機主要把冶煉澆注成型的方坯軋制成各種所需的規格產品。軋機主要由動力電機、動力電機驅動的減速機、鼓形齒式聯軸器和軋輥，其中鼓形齒式聯軸器為關鍵部件，起著把減速機輸出軸的動力傳遞給軋輥的作用。因此，鼓形齒式聯軸器的好壞直接影響著立式軋機是否能正常運行，從而影響著整個軋鋼生產線。

1軋鋼行業常用的鼓形齒式聯軸器的特點

齒式聯軸器是由齒數相同的內齒圈和帶外齒的凸緣半聯軸器等零件組成。外齒分為直齒和鼓形齒兩種齒形，鼓形齒即為將外齒制成球面，球面   在齒輪軸線上，齒側間隙較一般齒輪大，鼓形齒式聯軸器可允許較大的角位移(相對于直齒式聯軸器)，可   齒的接觸條件，提高傳遞轉矩的能力，延長使用壽命。齒式聯軸器在工作時，兩軸產生相對角位移，內外齒的齒面周期性作軸向相對滑動，必然形成齒面磨損和功率消耗，齒式聯軸器需在有良好潤滑和密封的狀態下工作。因此，鼓形齒式聯軸器有以下等特點：

(1)承載能力強。在相同的內齒套外徑和聯軸器較大外徑下，鼓形齒式聯軸器的承載能力平均比直齒式聯軸器提高15%~20%；

(2)角位移補償量大。由于外齒軸套為鼓形齒，聯軸器工作時可避免內外齒棱角接觸，允許兩軸軸線角位移士1.5°，當角位移在2°~3°時也能可靠的工作。一般推薦允許角位移1°30′，2°30'。

(3)鼓形齒面使內、外齒的接觸條件   ，避免了在角位移條件下直齒齒端棱邊擠壓，應力集中的弊端，同時   了齒面摩擦、磨損狀況，降低了噪聲，維修周期長。

(4)外齒套齒端呈喇叭形狀，使內、外齒裝拆十分方便。

(5)傳動效率高。

(6)密封性好，使用可靠，裝卸、維護方便；適用于冶煉、軋鋼、重型機械、汽輪機、石油化工業、船舶等各行業。

2鼓形齒式聯軸器在生產現場常見故障原因分析

(1)車L鋼設備中棒線材的軋機與減速箱連接大多數采用是貫穿式鼓形齒式聯軸器，聯軸器的減速機端結構如圖1所示。鼓形齒式聯軸器包括軸、外齒軸套、內齒圈和連接盤，連接盤通過鎖緊螺栓連接在待裝配減速機輸出軸的端面上，內齒圈通過花鍵套裝在待裝配減速機的輸出軸上并壓在連接盤上，外齒軸套通過花鍵套裝在軸上并與軸過盈配合，外齒軸套通過壓板和鎖緊螺栓懸吊在內齒圈上并與內齒圈齒嚙合。

(2)上述結構的鼓形齒式聯軸器在使用時，整個聯軸器通過外齒軸套和內齒圈壓在與減速機輸出軸的端面固定連接的連接盤上，幾乎整個鼓形齒式聯軸器的重力都集中壓在連接盤上。軋輥在軋制坯料時，受坯料的沖擊和上下軋輥的振動，連接連接盤和減速機的鎖緊螺栓既受拉力又受剪切力，在鼓形齒式聯軸器長期高速旋轉下鎖緊螺栓   易被拉斷或剪切斷，而連接盤處在內齒圈內，不能隨時被發現，待全部鎖緊螺栓失效后，整個鼓形齒式聯軸器從減速機的輸出軸上脫離，造成設備停機，嚴重地影響了后道加工工序。

(3)從結構及使用情況看，出現上述故障的主要原因是，軋線軋機軋輥經過多次   重復使用的，軸徑尺寸發生變化，鼓形齒式聯軸器在高速旋轉下接軸傾角隨之變大，由于連接盤和內齒圈之間的間隙太小，內齒圈在補償花鍵軸間隙時徑向擠壓連接盤，軋輥在軋制坯料時，花鍵軸一直存在擺動，擺動使連接盤的外表面與內齒圈的內表面存在   的碰撞，加劇鎖緊螺栓和連接環套所受的剪切力，導致連接盤連接螺栓剪斷造成故障。

因此，本文針對上述鼓形齒式聯軸器故障原因的分析不足之處，為了加強連接盤與減速機輸出軸的連接方式，減輕鎖緊螺栓所受的拉力或剪切力，避免鼓形齒式聯軸器在高速旋轉時被拉斷或剪切斷，降低立式軋機的設備故障，進一步提高生產效率，提出了連接盤的改進方案。

3連接盤的改進及實施

(1)連接盤外圓直徑尺寸減小，原連接盤外圓與外齒軸套的內齒圈是大約10μm的間隙配合，此間隙不能補償花鍵副總公差，鼓形齒式聯軸器旋轉時徑向擠壓連接盤。為了   地避免了連接盤的外圓與內齒圈的內圓產生碰撞，連接盤外圓與內齒圈的內圓應存在足夠補償花鍵副總公差的間隙，且在原基礎上需要增大。

(2)增加連接盤的連接強度，針對鼓形齒式聯軸器長期高速旋轉下鎖緊螺栓   易被拉斷或剪切斷，連接盤結構需要改進，在連接盤內部增設連接環套，其外圓設置外螺紋，連接盤的內圓設置內螺紋，連接盤通過螺紋配合旋套在連接環套上。

(3)現場實施及處理方法，連接環套采用焊接的方式固定在減速機輸出軸的端面上(圖2)。連接環套與連接盤配合后通過螺栓連接在減速機的輸出軸上，用焊條   行內焊接，焊接過程要求焊縫連續均勻，焊接完拆除螺栓和連接盤進行外焊接，外焊接的焊縫不得超過連接盤倒角面。

4連接盤改進后的效果

現場處理實施方法簡單方便，改進后效果明顯，軋輥在軋制坯料時，坯料的沖擊力和上下軋輥的振動力，由連接環套和連接盤鎖緊螺栓共同承擔，因連接環套受力的橫截面較大，承受高速旋轉的徑向碰撞拉力和剪切力幾乎都集中在連接環套上，鎖緊螺栓所受的拉力和剪切力較小，因而避免鎖緊螺栓被拉斷。鼓形齒式聯軸器使用可靠性得以提高，減輕了鎖緊螺栓所受的拉力和剪切力，避免鎖緊螺栓被拉斷或剪切斷，降低立式軋機的設備故障，進一步提高生產效率，降低了維護強度。

設備的合理使用和技術改進應引起設計和設備維護技術人員的高度重視，不斷尋找改進方法，以保證設備正常運行效果。隨著科學技術的不斷發展，新型材料和設計合理的結構設備不斷出現，軋機傳動設備也趨向多樣化，我們可以本著經濟實惠、方便維護等原則，選擇需要的傳動機構，但每種技術改進或選擇還有待于在實踐中進一步探索。