軋機(jī)萬(wàn)向聯(lián)軸器十字軸斷裂分析與改進(jìn)設(shè)計(jì)

運(yùn)用宏觀斷口分析技術(shù)、機(jī)械設(shè)備檢側(cè)分析技術(shù)、材料機(jī)械性能分析技術(shù)及三維有限元分析技術(shù)等現(xiàn)代綜合分析的方法，對(duì)某中板廠3500軋機(jī)主傳動(dòng)萬(wàn)向聯(lián)軸器十字軸斷裂事故進(jìn)行了分析、確定了事故的主要原因是十字軸圓弧過(guò)渡處疲勞強(qiáng)度不足「運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS 討論十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器關(guān)節(jié)主要結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)‘改進(jìn)后的十字軸圓弧過(guò)渡處最大應(yīng)力部位的等效應(yīng)力為560.59M Pa，比原設(shè)計(jì)降低了13.10%;改進(jìn)后的法蘭叉最大應(yīng)力部位的等效應(yīng)力為181.41MPa，比原設(shè)計(jì)降低了13.0%

關(guān)鍵詞:綜合分析法;十字軸;萬(wàn)向聯(lián)軸器;等效應(yīng)力 3十字軸斷裂原因分析

3.1宏觀斷口形貌分析

      十字軸的斷裂發(fā)生在圓弧過(guò)渡段，其宏觀斷口照所示斷口裂源區(qū)、裂紋擴(kuò)展區(qū)b和瞬間斷裂區(qū)C三個(gè)區(qū)域組成裂紋擴(kuò)展區(qū)B有明顯的’.貝殼狀”條紋，屬于典型的疲勞斷裂貝殼狀”條紋表示裂紋前沿在間歇擴(kuò)展時(shí)的依次位置，為軋輥在咬鋼和拋鋼時(shí)因載荷變動(dòng)較大所造成的，在裂源區(qū)，其磨平區(qū)域從表面開(kāi)始，表明斷裂起始于表面裂紋裂紋擴(kuò)展區(qū)K.“貝殼狀”條紋擴(kuò)一展速度不同，中間的擴(kuò)展速度大于兩側(cè)，表明軸頭以承受循環(huán)彎矩為主.宏觀斷口表明，疲勞源在十字軸一側(cè)根部，向另一側(cè)根部擴(kuò)展，井在另一側(cè)根部發(fā)生瞬間斷裂

    針對(duì)軋機(jī)上主傳動(dòng)軸軋輥側(cè)十字軸斷裂的情況，通過(guò)調(diào)用PDA記錄儀對(duì)軋機(jī)的監(jiān)測(cè)結(jié)果如下:

    (I)咬鋼時(shí)超過(guò)3倍額定扭矩的情況有發(fā)生;     (2)咬鋼時(shí)上輥扭矩大于下輥扭矩，初軋道次的扭矩基本均超過(guò)2.5倍額定扭矩，咬鋼時(shí)的扭矩初軋道次平均扭矩基本都超過(guò)1.5倍額定扭矩。軋機(jī)在軋制的過(guò)程中，其軋制對(duì)象絕大多數(shù)是X80系列的高強(qiáng)板對(duì)單塊X80鋼板的軋制道次的力矩?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行采樣.對(duì)于強(qiáng)度高且寬度較寬的鋼板，粗軋次基本都非常大，都在2倍額定力矩左右，咬鋼時(shí)還有超過(guò)3額定力矩的現(xiàn)象;對(duì)于中等強(qiáng)度但較寬的鋼板，力矩也相當(dāng)大。 影響主傳動(dòng)系統(tǒng)零部件疲勞破壞的主要負(fù)荷不是穩(wěn)態(tài)軋力矩，而是軋件被軋輥咬人和拋出時(shí)產(chǎn)生的峰值扭矩。研究的軋機(jī)的額定扭矩為M =955kN "m，過(guò)載扭矩為T(mén)=2626kN " m，峰值扭矩為T(mén),=2865kN " m , X80鋼板連續(xù)軋鋼的道次力矩采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣分析，測(cè)得軋輥在咬鋼和拋鋼時(shí).其平均峰值扭為額定扭矩的2.60倍，即為2483kN"m