鼓形齒式聯(lián)軸器長期運行后或在沖擊、故障狀態(tài)下的常見破壞形式主要有法蘭螺栓斷裂破壞及嚙合齒面磨損破壞等。

1 法蘭螺栓斷裂

某鑄造起重機起升卷筒鼓形齒聯(lián)軸器在安裝運行不到半年內(nèi)，法蘭盤螺栓出現(xiàn)如圖1 所示的斷裂破壞，嚴重影響了設備安全性能。為尋找破壞原因，進行了以下檢驗工作：采用聯(lián)軸器指針對齒面檢測，發(fā)現(xiàn)明顯的沖擊磨損現(xiàn)象，說明聯(lián)軸器運行過程中存在振動沖擊；利用激光對中儀器檢驗小車架上卷筒與聯(lián)軸器的安裝同軸度情況，發(fā)現(xiàn)由于起重機小車生產(chǎn)安裝過程中卷筒、減速器等零部件底座有調(diào)整，從而造成不同軸情況，偏差超過0.2°；除此之外，發(fā)現(xiàn)連接的兩軸之間存在微量偏斜。

綜上所述，法蘭螺栓破壞基本可歸納為以下原因：

1）沖擊載荷 當出現(xiàn)較大沖擊載荷時，此沖擊力將轉(zhuǎn)化為螺栓組所受的瞬時回轉(zhuǎn)力矩，單個螺栓在較大瞬時剪力下易造成松動或斷裂。

2）螺栓預緊力不足 當螺栓安裝時，擰緊力矩不足或不均勻時，也會導致局部螺栓不起作用，從而有效連接螺栓數(shù)量減少，螺栓受力驟增造成破壞。

3）聯(lián)軸器安裝不同軸 在起重機小車安裝維護使用過程中，若出現(xiàn)沿連接軸向的偏差或不同軸現(xiàn)象，將會對系統(tǒng)引起附加載荷，且隨著運行速度和扭矩的增加而增大，嚴重時將引起螺栓剪切破壞，此為見的螺栓斷裂事故原因。

圖1聯(lián)軸器螺栓斷裂破壞

2 鼓形齒齒面磨損失效

起重機械用卷筒鼓形齒聯(lián)軸器，屬于低速重載工況，且主要依靠一對內(nèi)齒輪嚙合傳遞扭矩，根據(jù)之前的有限元分析，齒面嚙合部位存在較大的應力集中，故極易造成齒面磨損破壞現(xiàn)象，如圖2所示。探究其破壞根源，發(fā)現(xiàn)由于應力集中帶來接觸疲勞，使得齒面出現(xiàn)部分脫落現(xiàn)象，脫落的磨粒進入嚙合部位進一步造成了磨料磨損，形成惡性循環(huán)。另外，當輪齒的表面粗糙度過大或安裝精度不足，將導致齒輪所受偏載及動載增加；潤滑油自身或發(fā)熱造成粘度過低時，對于大起重量的起重機而言，聯(lián)軸器接觸輪齒處于邊界潤滑狀態(tài)，不足以形成完整的潤滑膜，也將加快齒面的磨損破壞，同樣值得注意。

圖2聯(lián)軸器鼓形齒輪副失效破壞

3 解決方案

起重機用卷筒鼓形齒聯(lián)軸器的性能關系整機安全性能和使用壽命，故在日常使用、維護和檢驗過程中必須加以重視。根據(jù)之前的分析，為延長聯(lián)軸器的使用壽命，可以從以下幾個方面著手：

1) 保障安裝同軸 聯(lián)軸器不同軸是影響其性能和壽命的見因素，故必須在源頭上，即安裝時保證聯(lián)軸器的同軸效果，這對于制造單位提出了嚴苛要求。

2) 定期檢驗螺栓 螺栓連接亦是影響其性能的關鍵因素，不可忽視，在安裝和日常維護過程中應對螺栓擰緊力矩和緊固情況進行檢查，實時掌握聯(lián)軸器狀態(tài)。

3) 齒面指針檢查 鼓形齒式聯(lián)軸器自帶指針為齒面狀態(tài)監(jiān)控提供了便利，故為檢查傳動齒的磨損破壞情況并提前找出原因進行恢復，必須對指針偏移等數(shù)據(jù)進行記錄。

4) 定期更換油脂 齒面失效的主要形式是疲勞磨損，定期更換潤滑油并適當增大潤滑油粘度可以對輪齒起到很好的保護作用。