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】1、引言
叠片挠性联轴器是通过两组装配在间隔轴及安装盘之间的叠片组件的挠性变形,来实现对两轴各项不对中(轴向、径向、角向)的补偿。其具备以下显著特点:
1、安装、使用、维护简便;
2、无相对运动部件,不需润滑,低功率损耗;
3、能够在恶劣环境下工作,可用于高温(200℃以下)、有腐蚀的场合;
4、补偿轴向和角向位移能力大,并能吸振、隔振;
5、作用在连接设备上的附加负荷小;
6、尤其适用于大功率、高转速场合。
叠片挠性联轴器以其特有的优势,被广泛应用于航空、船舶、钢铁、石化、电力、造纸、煤炭、制冷等领域。然而叠片挠性联轴器在使用过程中,也存在诸多问题。比如因没有按照说明书要求安装造成联轴器的非正常损坏,或者由于驱动机或者从动机存在其它故障导致叠片挠性联轴器的非正常损坏等等。
本文通过两个典型案例,分析不同场合、不同工况下联轴器非正常损坏的原因。
2、案例解析
2.1 案例一
2.1.1案例描述
由无锡创明传动工程有限公司设计生产的TDP6-2700-00T12联轴器,该联轴器的公称扭矩为25000Nm,由无锡某nianxiangyuan
厂成套,用于河南某天然气公司。该联轴器用于往复式nianxiangyuan
,介质为天然气。电机功率400kW,工作转速742rpm。该机组共有两台,2006年安装投产运行。其中一台运行良好,另外一联轴器叠片组件经常损坏,严重影响到装置的安全运行。
本文作者应用户要求,至现场协助查找原因。与现场技术人员沟通后得知如下信息:
1、工作时nianxiangyuan
轴会有约0.35mm的轴向窜量;
2、由于生产任务的需要,该nianxiangyuan
工作负荷经常在50%~100%之间变化,且工作负荷在50%时联轴器会出现异响。
对该机组停机检查,发现损坏的片组单片厚度为0.4mm,且膜片断裂位置均在片组的压梁,螺栓完好。将nianxiangyuan
轴推向远离电机侧,轴头距离实测179.2mm,那么联轴器实际工作状态轴头距离为178.85~179.2mm(设计值180±0.5),两轴端面跳动0.08mm,径向不对中0.07mm。
对机组轴头距离重新找正,在nianxiangyuan
轴推向电机侧的情况下,轴头距离最终找正至180.1mm,加上nianxiangyuan
轴的窜量,使联轴器的实际工作状态的轴头距离为180.1~180.45。找正后端面跳动0.07mm,径向不对中量0.05mm。将片组更换为单片厚度0.6mm的片组。安装完成后试车,负荷从0~100%依次调试,运转正常,无异响。
运转一年后回访,运行正常,故障排除。
2.1.2故障原因分析
该机组为四缸往复式nianxiangyuan
,工作负荷在50%时产生的扭矩波动相对工作负荷在100%时要剧烈。联轴器工作状态的轴头距离比设计值短了将近1mm,且nianxiangyuan
轴有轴向窜动,加剧了对片组的冲击。
TDP6-2700-00T12联轴器的公称扭矩为25000Nm,对于该机组的实际工况系数为4.86,联轴器的设计强度完全满足要求。考虑到片组断裂位置为压梁,可以通过提高片组扭转刚度的办法来减小片组压梁的变形程度。将片组的单片厚度由0.4mm改为0.6mm,片数由26片改为18片。在保证片组总厚度大致不变的情况下,增加片组的扭转刚度,有效提高片组的耐冲击性。实际运行结果证明该方法可行,有效排除了机组故障,减少了机组的停机次数,保障了装置的正常运行。
2.2 案例二
2.2.1案例描述
安徽某水泥厂有一台磨煤机,电机-齿轮箱之间采用叠片挠性联轴器。该联轴器由无锡创明传动工程有限公司设计制造,联轴器型号TDP6-2100-00T14,该联轴器公称扭矩20000Nm。电机额定功率630kW,额定转速990rpm。
该机组联轴器自2004年由南京某齿箱厂配套到用户现场后,正常运行至2011年。2011年7月份用户维修电机时发现叠片组件及紧固件损坏,随即更换配件。之后运转3个月叠片组件及紧固件再次损坏。
接用户通知后,本文作者到现场协助更换配件。联轴器拆解时发现如下问题:
1、轴头距离实测547.5mm(设计值551±0.5mm),径向及端面跳动因条件限制没有核对;
2、螺母拆卸力矩很小,达不到规定的力矩180Nm;
3、齿箱侧片组损坏情况要比电机侧严重。
因该机组不能长时间停机,不具备详细找正条件。将轴头距离调整到550mm,更换新的叠片组件及紧固件,螺母用力矩扳手按规定力矩拧紧。机组重新开车后发现联轴器间隔轴有沿轴向晃动的现象。仔细检查电机和齿轮箱,发现齿轮箱侧有明显的振动。结合齿箱侧片组损坏较严重,推测可能是齿轮箱故障造成片组紧固件频繁损坏。建议用户检修齿轮箱。
一周后回访,用户告知齿轮箱齿轮已经出现磨损,并且有两个齿已经断裂。更换齿轮后故障排除,机组正常运行至今,联轴器再无异常。
2.2.2 故障原因分析
联轴器运行期间,前五年运转正常。在更换的配件质量合格的前提下,出现联轴器频繁损坏的情况,这时应该考虑机组是否存在其他设备的故障。该水泥厂的磨煤机工况较恶劣,齿轮磨损较快,运转五年没有更换过齿轮。在齿轮出现早期磨损的时候,齿轮箱运转不平稳,产生扭矩波动。随着机组继续运转,齿轮磨损加剧,可以检测到齿轮箱振动明显。此时传递扭矩波动加大,最终造成联轴器频繁损坏。
该案例中,联轴器的安装存在以下问题:
1、维修电机后,轴头距离调整不到位,比设计值小了3.5mm;
2、联轴器组装时,螺母的拧紧没有达到要求的力矩。以上两个问题也降低了联轴器的抗冲击能力,加速了联轴器的损坏。
3、结论
案例一中,联轴器选型时没有考虑到往复机50%负荷状态时扭矩波动更大的情况,致使选用的联轴器扭转刚度不能满足实际需求。该类机组联轴器选型时,尽量选用扭转刚度更高的8孔甚至10孔联轴器,以满足机组非正常工况时的扭矩波动。
案例二中,齿轮箱的磨损导致机组工况偏离了最初设计值,致使联轴器频繁损坏。联轴器的不规范安装加剧了联轴器的损坏。
综上,联轴器除了选型合适外,安装时还要对机组驱、从动机进行检查,以避免驱、从动机的原因造成联轴器的非正常损坏。联轴器安装时要严格按照说明书进行安装,包括机组对中、螺栓装配方向、螺母拧紧力矩等。机组也需要进行定期检修、保养,以及时排除故障,延长设备的寿命。只要满足以上条件,叠片挠性联轴器将会充分发挥其独特的优势,保障机组平稳运行,为装置的安全生产保驾护航。
参考文献
[1] 售后服务记录12-SH0004,无锡创明传动工程有限公司,2012年7月。
[2] 售后服务记录11-SH0006,无锡创明传动工程有限公司,2011年8月。
来源:本站原创
叠片挠性联轴器是通过两组装配在间隔轴及安装盘之间的叠片组件的挠性变形,来实现对两轴各项不对中(轴向、径向、角向)的补偿。其具备以下显著特点:
1、安装、使用、维护简便;
2、无相对运动部件,不需润滑,低功率损耗;
3、能够在恶劣环境下工作,可用于高温(200℃以下)、有腐蚀的场合;
4、补偿轴向和角向位移能力大,并能吸振、隔振;
5、作用在连接设备上的附加负荷小;
6、尤其适用于大功率、高转速场合。
叠片挠性联轴器以其特有的优势,被广泛应用于航空、船舶、钢铁、石化、电力、造纸、煤炭、制冷等领域。然而叠片挠性联轴器在使用过程中,也存在诸多问题。比如因没有按照说明书要求安装造成联轴器的非正常损坏,或者由于驱动机或者从动机存在其它故障导致叠片挠性联轴器的非正常损坏等等。
本文通过两个典型案例,分析不同场合、不同工况下联轴器非正常损坏的原因。
2、案例解析
2.1 案例一
2.1.1案例描述
由无锡创明传动工程有限公司设计生产的TDP6-2700-00T12联轴器,该联轴器的公称扭矩为25000Nm,由无锡某nianxiangyuan
厂成套,用于河南某天然气公司。该联轴器用于往复式nianxiangyuan
,介质为天然气。电机功率400kW,工作转速742rpm。该机组共有两台,2006年安装投产运行。其中一台运行良好,另外一联轴器叠片组件经常损坏,严重影响到装置的安全运行。
本文作者应用户要求,至现场协助查找原因。与现场技术人员沟通后得知如下信息:
1、工作时nianxiangyuan
轴会有约0.35mm的轴向窜量;
2、由于生产任务的需要,该nianxiangyuan
工作负荷经常在50%~100%之间变化,且工作负荷在50%时联轴器会出现异响。
对该机组停机检查,发现损坏的片组单片厚度为0.4mm,且膜片断裂位置均在片组的压梁,螺栓完好。将nianxiangyuan
轴推向远离电机侧,轴头距离实测179.2mm,那么联轴器实际工作状态轴头距离为178.85~179.2mm(设计值180±0.5),两轴端面跳动0.08mm,径向不对中0.07mm。
对机组轴头距离重新找正,在nianxiangyuan
轴推向电机侧的情况下,轴头距离最终找正至180.1mm,加上nianxiangyuan
轴的窜量,使联轴器的实际工作状态的轴头距离为180.1~180.45。找正后端面跳动0.07mm,径向不对中量0.05mm。将片组更换为单片厚度0.6mm的片组。安装完成后试车,负荷从0~100%依次调试,运转正常,无异响。
运转一年后回访,运行正常,故障排除。
2.1.2故障原因分析
该机组为四缸往复式nianxiangyuan
,工作负荷在50%时产生的扭矩波动相对工作负荷在100%时要剧烈。联轴器工作状态的轴头距离比设计值短了将近1mm,且nianxiangyuan
轴有轴向窜动,加剧了对片组的冲击。
TDP6-2700-00T12联轴器的公称扭矩为25000Nm,对于该机组的实际工况系数为4.86,联轴器的设计强度完全满足要求。考虑到片组断裂位置为压梁,可以通过提高片组扭转刚度的办法来减小片组压梁的变形程度。将片组的单片厚度由0.4mm改为0.6mm,片数由26片改为18片。在保证片组总厚度大致不变的情况下,增加片组的扭转刚度,有效提高片组的耐冲击性。实际运行结果证明该方法可行,有效排除了机组故障,减少了机组的停机次数,保障了装置的正常运行。
2.2 案例二
2.2.1案例描述
安徽某水泥厂有一台磨煤机,电机-齿轮箱之间采用叠片挠性联轴器。该联轴器由无锡创明传动工程有限公司设计制造,联轴器型号TDP6-2100-00T14,该联轴器公称扭矩20000Nm。电机额定功率630kW,额定转速990rpm。
该机组联轴器自2004年由南京某齿箱厂配套到用户现场后,正常运行至2011年。2011年7月份用户维修电机时发现叠片组件及紧固件损坏,随即更换配件。之后运转3个月叠片组件及紧固件再次损坏。
接用户通知后,本文作者到现场协助更换配件。联轴器拆解时发现如下问题:
1、轴头距离实测547.5mm(设计值551±0.5mm),径向及端面跳动因条件限制没有核对;
2、螺母拆卸力矩很小,达不到规定的力矩180Nm;
3、齿箱侧片组损坏情况要比电机侧严重。
因该机组不能长时间停机,不具备详细找正条件。将轴头距离调整到550mm,更换新的叠片组件及紧固件,螺母用力矩扳手按规定力矩拧紧。机组重新开车后发现联轴器间隔轴有沿轴向晃动的现象。仔细检查电机和齿轮箱,发现齿轮箱侧有明显的振动。结合齿箱侧片组损坏较严重,推测可能是齿轮箱故障造成片组紧固件频繁损坏。建议用户检修齿轮箱。
一周后回访,用户告知齿轮箱齿轮已经出现磨损,并且有两个齿已经断裂。更换齿轮后故障排除,机组正常运行至今,联轴器再无异常。
2.2.2 故障原因分析
联轴器运行期间,前五年运转正常。在更换的配件质量合格的前提下,出现联轴器频繁损坏的情况,这时应该考虑机组是否存在其他设备的故障。该水泥厂的磨煤机工况较恶劣,齿轮磨损较快,运转五年没有更换过齿轮。在齿轮出现早期磨损的时候,齿轮箱运转不平稳,产生扭矩波动。随着机组继续运转,齿轮磨损加剧,可以检测到齿轮箱振动明显。此时传递扭矩波动加大,最终造成联轴器频繁损坏。
该案例中,联轴器的安装存在以下问题:
1、维修电机后,轴头距离调整不到位,比设计值小了3.5mm;
2、联轴器组装时,螺母的拧紧没有达到要求的力矩。以上两个问题也降低了联轴器的抗冲击能力,加速了联轴器的损坏。
3、结论
案例一中,联轴器选型时没有考虑到往复机50%负荷状态时扭矩波动更大的情况,致使选用的联轴器扭转刚度不能满足实际需求。该类机组联轴器选型时,尽量选用扭转刚度更高的8孔甚至10孔联轴器,以满足机组非正常工况时的扭矩波动。
案例二中,齿轮箱的磨损导致机组工况偏离了最初设计值,致使联轴器频繁损坏。联轴器的不规范安装加剧了联轴器的损坏。
综上,联轴器除了选型合适外,安装时还要对机组驱、从动机进行检查,以避免驱、从动机的原因造成联轴器的非正常损坏。联轴器安装时要严格按照说明书进行安装,包括机组对中、螺栓装配方向、螺母拧紧力矩等。机组也需要进行定期检修、保养,以及时排除故障,延长设备的寿命。只要满足以上条件,叠片挠性联轴器将会充分发挥其独特的优势,保障机组平稳运行,为装置的安全生产保驾护航。
参考文献
[1] 售后服务记录12-SH0004,无锡创明传动工程有限公司,2012年7月。
[2] 售后服务记录11-SH0006,无锡创明传动工程有限公司,2011年8月。
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