在冶金设备等重型机械的传动系统中,普遍存在着较大的尖峰载荷,尖峰载荷往往导致传动装置过载,继而引起零部件的失效,造成设备事故。某热轧带钢厂板坯加热炉前输送辊道的传动系统原采用凸缘式刚性联轴器,在运行过程中,减速器经常损坏。经理论分析和实验研究,将联轴器换为弹性联轴器,结果运行状况良好,有效降低了减速机承受的冲击扭矩。本文以该输送辊道为实例从理论与实验两方面研究了弹性联轴器对辊道冲击扭矩的减振效果。
弹性柱销齿式联轴器具有缓冲和吸振作用,主要与其刚度和阻尼有关。联轴器刚度包括径向刚度、轴向刚度、扭转刚度。对于辊道传动系统来说,承受的主要是扭振,这里只考虑扭转刚度。由于与联轴器相比,两侧的传动部分刚性很大,故只认为联轴器具有弹性和阻尼。
弹性联轴器被广泛应用于机械传动系统,传递功率、调整系统固有频率和补偿两轴的不对中。当使用在发生扭转振动的装置中时,具有缓冲、减振的功能,并能根据不同的轴系配置,采用不同特性参数的联轴器,使之达到最佳的减振降噪效果。
为了能够准确地对传动轴系进行扭转振动分析,并在实际传动系统中选择正确的弹性联轴器,其关键之一就是必须掌握弹性联轴器的有关特性参数,主要包括动态扭转刚度和动态阻尼系数。在通常情况下获取弹性联轴器动态特性参数的有效途径是在试验台上进行试验研究分析。
在水泥、冶金、化工等工业生产中,各类球磨机担负着重要的生产任务,球磨机的结构基本类似,其中包括:磨体、衬板、进出料端盖、支撑轴承、大齿圈及传动系统等。
在球磨机的传动系统中,电机与减速机、减速机与小齿轮是用联轴器联接的,联轴器一般采用弹性柱销式联轴器,运行中传动系统稳定正常与否是保证整个磨机正常工作的关键,而传动系统中的联轴器部分对中精度与磨损情况,直接影响到传动系统的稳定运行。在安装和使用中由于弹性联轴器对中找正不好或磨损严重会导致传动系统中小齿轮及轴承座、减速机或电机的振动和晃动,还会造成系统串轴现象,使各部地脚螺栓松动,迫使磨机无-常运行。
我厂是联合法生产氧化铝,各类球磨机是我厂大型主体设备之一,由于设备的连续运转,球磨机的传动系统经常出现振动、晃动、地脚松动,甚至基础被振坏的现象,因此经常造成非计划停车检修,影响正常生产运行。经过多次现场观察设备故障的现象,初步断定为联轴器引起,然后停机解体检查故障原因。首先,我们对磨机使用的两种联轴器的结构形式进行分析,找出相应的技术标准和要求。然后通过原设计结构和现场实际情况相比较。其次,校核各部相关尺寸,发现两轴的对中精度达到了技术要求,但发现联轴器的柱销孔和弹性柱销磨损严重,和原设计尺寸误差已超过标准,弹性柱销和柱销孔由平行状态变成倾斜状态,因此联轴器的受力状态同时发生变化。
磨损后的联轴器和柱销在传递扭矩时相互作用产生两个方向的作用力,其中一个轴向力,一个径向力,轴向力通过轴传递到电机、减速机及各轴承座上,使之产生左右晃动;径向力使系统各部件产生振动,严重时可以使基础等紧固件破坏。这就是球磨机传动系统出现故障的主要原因。
弹性柱销联轴器针对造成球磨机传动系统故障的原因,可以采取以下措施进行解决:(1)安装时一定要确保两轴及联轴器的对中精度,防止系统的振动;(2)设备运行过程中,要经常检查联轴器及弹性柱销的磨损程度,做好检查记录和更新计划;(3)根据实际情况,定期检查、更新弹性柱销,防止过度磨损;(4)选择高耐磨材质的联轴器和弹性柱销,延长使用寿命。
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