鄂鋼寬厚板廠(chǎng)4300 mm粗軋機(jī)為4輥可逆軋機(jī)，主傳動(dòng)系統(tǒng)包括主電機(jī)、中間軸、萬(wàn)向節(jié)、傳動(dòng)軸、接軸平衡裝置、接軸定位裝置及軋輥。實(shí)際生產(chǎn)中，主傳動(dòng)系統(tǒng)的故障主要發(fā)生在萬(wàn)向節(jié)部位，經(jīng)常出現(xiàn)萬(wàn)向節(jié)十字軸折斷、軸承座連接螺栓松動(dòng)或拉斷、叉頭變形及斷裂等問(wèn)題(國(guó)內(nèi)其他中厚板軋機(jī)也經(jīng)常發(fā)生同類(lèi)故障)，萬(wàn)向節(jié)使用壽命一般為4-8個(gè)月。

1  SWC 1040型萬(wàn)向節(jié)型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù)

    (I)性能參數(shù)。回轉(zhuǎn)直徑1040 mm，公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩8000 kN}m,疲勞轉(zhuǎn)矩4800 kN-m,大轉(zhuǎn)矩9600 kN-m，節(jié)點(diǎn)傾角0-8度  主傳動(dòng)萬(wàn)向軸參數(shù)。額定功率9000 k W (1拖1)，萬(wàn)向軸轉(zhuǎn)速(55-120 )r/min,理論轉(zhuǎn)矩1563 kNw,軸線(xiàn)大折角4.3 度  軸承壽命大于10000 h

2十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器使用壽命分析

2.1有限元分析

    十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器的易損部件主要有叉頭、十字軸和軸承蓋等部位，相關(guān)的失效模式分析主要是對(duì)這3個(gè)部件進(jìn)行有限元分析

    十字軸承載側(cè)與非承載側(cè)的應(yīng)力呈近似對(duì)稱(chēng)分布，其中承載側(cè)為拉應(yīng)力，非承載側(cè)主要是壓應(yīng)力十字軸的等效應(yīng)力大值在軸頭承載側(cè)的2個(gè)過(guò)渡圓角處，并且存在較大的應(yīng)力集中，此

處即為十字軸的危險(xiǎn)斷面。實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的十字軸斷裂也恰好在十字軸軸頭與軸肩的過(guò)渡處，與有限元分析的結(jié)果吻合。

    叉頭應(yīng)力分布以軸線(xiàn)為中心，呈近似反對(duì)一稱(chēng)狀態(tài)。叉頭虎口接觸圓弧處的等效應(yīng)力高，叉頭的高應(yīng)力主要分布在2個(gè)區(qū)域，一處是叉頭孔頭部里端，受壓應(yīng)力作用，失效形式為磨損和形變;另一處叉頭根部的應(yīng)力為3向拉應(yīng)力，與叉頭體成45。角，由于應(yīng)力集中，等效應(yīng)力處于較 水平，此處為叉頭裂紋發(fā)生的常見(jiàn)區(qū)域，所以一般選擇與叉頭體成45。角的根部作受力危險(xiǎn)截面進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)

2.2現(xiàn)有萬(wàn)向節(jié)常用裝配結(jié)構(gòu)形式存在的缺陷

    (1)H型結(jié)構(gòu)缺陷①軸承滾珠直徑大，潤(rùn)滑不充分，容易造成有些部位干磨，加快軸承和十字軸的磨損;②采用無(wú)內(nèi)圈軸承，軸承或十字軸的磨損后修 復(fù)成本較高;③止推墊片不耐 沖 擊，受?chē)?yán)重沖擊時(shí)發(fā)生塑性變形，失去止推作用。

    (2)CW型結(jié)構(gòu)缺陷。①軸承外圈有固定軸承端蓋的螺釘孔，造成軸承外圈應(yīng)力集中;②密封結(jié)構(gòu)為單唇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，密封不可 靠，容易造成潤(rùn)滑脂泄漏，嚴(yán)重時(shí)造成軸承滾動(dòng)體缺油加快磨損，即污染環(huán)境，又增加成本。③與十字軸根部接觸的軸承端設(shè)計(jì)不合理，應(yīng)力容易集中，軸承在重載、受沖擊的工況下容易損壞