軋管機(jī)萬(wàn)向聯(lián)軸器的斷裂分析

  萬(wàn)向聯(lián)軸器的有限元分析以某無(wú)縫廠400軋管機(jī)為研究對(duì)象 以有限元軟件為基礎(chǔ)，本文采用軟件建模。模型主要由叉頭、十字軸、軸承及法蘭盤共4部分組成。對(duì)萬(wàn)向聯(lián)軸器進(jìn)行了強(qiáng)度、剛度分析，根據(jù)以往實(shí)際斷裂位置都不在法蘭處，又為了減少計(jì)算量，建模中忽略了法蘭盤中的螺栓孔，由于模型是對(duì)稱旋轉(zhuǎn)90°，所以只對(duì)其一半進(jìn)行分析。出現(xiàn)在兩個(gè)位置：一個(gè)是軸頸處；另一個(gè)是十字軸根部。說(shuō)明此位置從結(jié)構(gòu)上講屬于強(qiáng)度薄弱部位。得出萬(wàn)向聯(lián)軸器的軸頸和十字軸根部?jī)商帒?yīng)力較大的結(jié)論，對(duì)此兩位置采用焊 接型電阻應(yīng)變片技術(shù)設(shè)置應(yīng)力測(cè)點(diǎn)，從而對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的萬(wàn)向聯(lián)軸器進(jìn)行扭矩測(cè)試。隨著軋管機(jī)軋制速度的加 快和產(chǎn)量的不斷變加，軋制設(shè)備與其工作載荷的矛盾日趨明顯，造成軋機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)萬(wàn)向聯(lián)軸器斷裂等設(shè)備事故。由于缺乏相應(yīng)的監(jiān)測(cè)手段，無(wú)法判斷事故發(fā)生時(shí)主傳動(dòng)系統(tǒng)的扭矩工況，不便查找事故原因，同時(shí)也給事故的控制和預(yù)防帶來(lái)困難。為了避免軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)事故的發(fā)生，提高軋機(jī)設(shè)備的作業(yè)率，有需要配備軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的扭矩在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。萬(wàn)向聯(lián)軸器是軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作時(shí)承受隨機(jī)沖擊扭矩等特點(diǎn)。所以對(duì)其監(jiān)測(cè)時(shí)，設(shè)置應(yīng)力測(cè)點(diǎn)是比較困難的。

數(shù)家鋼廠發(fā)生過(guò)數(shù)次萬(wàn)向聯(lián)軸器十字軸斷裂事故，都對(duì)其斷裂原因進(jìn)行過(guò)分析。正是由于萬(wàn)向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，不易粘貼電阻應(yīng)變片，由于在現(xiàn)場(chǎng)使用速度適宜粘合劑有許多缺點(diǎn)，比如，壽命問(wèn)題、蠕變問(wèn)題等；無(wú)法滿足長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)使用所以他們只是采用電阻應(yīng)變測(cè)試方法，對(duì)該軋機(jī)的軋制力和主傳動(dòng)上、下萬(wàn)向接軸的扭矩M上、M下進(jìn)行實(shí)測(cè)。用測(cè)得的較大扭矩施加于用有限單元法建立的模型上，較后求出實(shí)體的各節(jié)點(diǎn)應(yīng)力。本文的思路與其正好相反，先使用軟件對(duì)萬(wàn)向聯(lián)軸器進(jìn)行強(qiáng)度分析，根據(jù)受力分析結(jié)果，布置應(yīng)力測(cè)點(diǎn)，將電阻應(yīng)變片固定在應(yīng)力較大的位置，采用應(yīng)變片點(diǎn)焊技術(shù)，克服了傳統(tǒng)粘貼技術(shù)的缺點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)萬(wàn)向聯(lián)軸器較大應(yīng)力的目的，為設(shè)備的安 全運(yùn)行提供有力保護(hù)。