轮胎联轴器螺栓的拧紧力矩若不合适(过大或过小),将直接影响弹性体的受力状态和联轴器的传动性能,从而可能引发一系列机械故障。以下是具体的故障类型、成因及其危害:
螺栓预紧力不足会导致弹性体与金属轮毂之间的摩擦力不足,在运行过程中发生相对滑动(打滑)。橡胶表面因摩擦生热而加速老化,螺栓孔周围也许会出现环状磨损或裂纹。
预紧力不足会导致联轴器连接刚度下降,在运行过程中因弹性体打滑而产生冲击振动。振动频率通常与转速成比例,例如1倍频或2倍频。
预紧力不足时,螺栓在交变载荷(如启动 / 停机冲击)下发生轴向窜动,防松装置(如弹簧垫圈)失效,导致螺栓逐步松脱。
单颗螺栓松脱会打破联轴器平衡,引发剧烈振动;若螺栓完全脱落,可能卡入旋转部件,造成设备损毁。
松动的螺栓可能甩出,引发安全事故(如打伤操作人员或损坏周边管线. 传动效率下降与能量损耗
弹性体打滑导致动力传递不连续,出现转速波动(如电机转速正常但从动端转速周期性下降)。
扭矩超过弹性体设计承受极限,橡胶内部纤维结构被破坏,发生不可逆压缩变形(压缩量远超标准值)。
扭矩过大使螺栓承受的拉应力超过材料屈服强度(如 M12 螺栓若扭矩达 80N・m,应力可能超过碳钢屈服强度 400MPa),发生延性断裂(断口呈杯锥状)或疲劳断裂(断口有明显裂纹扩展区)。
多颗螺栓断裂可能使联轴器两半体分离,造成设备轴系损坏(如轴弯曲、键槽磨损)。
弹性体过度压缩使其刚度骤增,无法补偿轴系的径向、轴向和角向偏差,导致电机与从动设备轴承受力恶化。
弹性体因过度压缩失去弹性,运行中产生高频刚性碰撞噪声(类似金属敲击声),同时内部应力集中导致发热。
温度持续升高(如>70)会加速橡胶老化,形成 “高温 - 老化 - 刚度增加” 的恶性循环。
螺栓扭矩差异导致弹性体受力不均,部分区域压缩量过大,另一部分不足,形成偏载应力。
扭矩分布不均会导致弹性体的质量分布发生明显的变化,当联轴器旋转时,会产生不平衡的离心力。例如,如果某个螺栓的扭矩过大,会导致对应的弹性体因压缩而使质量集中于一侧。
随着转速的提升,振动幅值显著增大,这一现象符合不平衡故障的特征,有几率会使设备基础松动或管道接口泄漏。
高扭矩螺栓可承受更大的拉应力,而低扭矩螺栓则可能因振动而发生松弛,因此导致“部分螺栓过载、部分螺栓卸载”的恶性循环。
过载螺栓可能在承受超出设计载荷时率先发生断裂,随后,由于载荷的突然增加,相邻螺栓也会相继失效,最后导致联轴器出现突发性故障。
某风机在运行三个月后出现弹性体断裂的情况。经检查发现,安装时的扭矩仅达到了标准值的70%,导致长期打滑。为解决这一问题,采用扭矩扳手进行精确拧紧,并在试运行后进行了补拧。
化工泵联轴器螺栓频繁断裂,扭矩超出标准值20%,导致螺栓过载疲劳。建议重新核对螺栓规格,并采用扭矩角度法控制预紧力。
破碎机联轴器出现异常振动,经检验测试发现各螺栓扭矩偏差达到 ±15%,且弹性体存在偏载现象。为解决此问题,建议采用对角线拧紧顺序,逐颗校准螺栓扭矩,确保各螺栓的扭矩均匀一致。
电机轴承温升过高,可能是由于弹性体过度压缩导致轴系附加载荷增大。为确保设备正常运行,应测量压缩量,确保其在设计范围内,并避免硬连接。
扭矩不足:导致打滑 → 引发磨损或振动 → 造成螺栓松动或弹性体失效 → 最后导致设备停机
当扭矩过大时,可能会引起过载,进而引发塑性变形或螺栓断裂。随后,这种故障可能会产生刚性冲击,最后导致轴系损坏。
1. **明确目标**:确保每个控制措施都有明确的目标,以便于评估其有效性与必要性。 2. **风险评估**:定时进行风险评估,以识别潜在的威胁和漏洞,确保控制措施的及时性和有效性。 3. **持续监控**:实施持续的监控机制,以便及时有效地发现和应对任何偏离预期的行为或事件。 4. **责任分配**:明确各控制措施的责任人,确保每个环节都有专人负责,提高执行效率。 5. **文档记录**:详细记录控制措施的实施过程和结果,以便于审计和改进。 6. **培训与意识**:定期对有关人员进行培训,提高其对控制措施重要性的认识,确保其能够正确执行。 7. **反馈机制**:建立有效的反馈机制,收集各方意见和建议,一直在优化控制措施。 希望这些改写后的关键控制原则能够更好地指导您的工作。
请严格遵循制造商提供的扭矩标准(通常标注在产品手册或联轴器铭牌上),避免仅凭经验进行拧紧。
重要设备在紧固过程中,应结合扭矩-转角法或螺栓伸长量测量,以避免单纯依赖扭矩值而导致的“假紧”现象(例如,配合面锈蚀可能会引起扭矩值达标但预紧力不足)。
通过定时进行振动监测、温度检测和外观检查,建立故障预警机制,以便及时有效地发现扭矩异常的早期迹象。
