鄂鋼寬厚板廠4300 mm粗軋機(jī)為4輥可逆軋機(jī)，主傳動系統(tǒng)包括主電機(jī)、中間軸、萬向節(jié)、傳動軸、接軸平衡裝置、接軸定位裝置及軋輥。實際生產(chǎn)中，主傳動系統(tǒng)的故障主要發(fā)生在萬向節(jié)部位，經(jīng)常出現(xiàn)萬向節(jié)十字軸折斷、軸承座連接螺栓松動或拉斷、叉頭變形及斷裂等問題(國內(nèi)其他中厚板軋機(jī)也經(jīng)常發(fā)生同類故障)，萬向節(jié)使用壽命一般為4-8個月。

1  SWC 1040型萬向節(jié)型號及主要技術(shù)參數(shù)

    (I)性能參數(shù)?；剞D(zhuǎn)直徑1040 mm，公稱轉(zhuǎn)矩8000 kN}m,疲勞轉(zhuǎn)矩4800 kN-m,大轉(zhuǎn)矩9600 kN-m，節(jié)點傾角0-8度  主傳動萬向軸參數(shù)。額定功率9000 k W (1拖1)，萬向軸轉(zhuǎn)速(55-120 )r/min,理論轉(zhuǎn)矩1563 kNw,軸線大折角4.3 度  軸承壽命大于10000 h

2十字軸式萬向聯(lián)軸器使用壽命分析

2.1有限元分析

    十字軸式萬向聯(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這3個部件進(jìn)行有限元分析

    十字軸承載側(cè)與非承載側(cè)的應(yīng)力呈近似對稱分布，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個過渡圓角處，并且存在較大的應(yīng)力集中，此

處即為十字軸的危險斷面。實際生產(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渡處，與有限元分析的結(jié)果吻合。

    叉頭應(yīng)力分布以軸線為中心，呈近似反對一稱狀態(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)生的常見區(qū)域，所以一般選擇與叉頭體成45。角的根部作受力危險截面進(jìn)行強(qiáng)度校驗

2.2現(xiàn)有萬向節(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，受嚴(yán)重沖擊時發(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，密封不可 靠，容易造成潤滑脂泄漏，嚴(yán)重時造成軸承滾動體缺油加快磨損，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