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        半剛性聯(lián)軸節(jié)主、從動盤連接螺栓松脫原因及處理

        2021-07-28 02:23:14
        軌道交通裝備與技術 2021年2期
        關鍵詞:聯(lián)軸節(jié)動盤曲軸

        陳 猛 李 君

        (1.上海局集團公司合肥機務段 安徽 合肥 230012;2.哈爾濱局集團公司牡丹江機務段 黑龍江 牡丹江 157000)

        1 問題的提出

        聯(lián)軸節(jié)是柴油機輸出軸與主發(fā)電機輸入軸之間的連接裝置。它一方面起到傳遞扭矩的作用,另一方面緩和柴油機轉速變化時的沖擊,以及補償曲軸與牽引發(fā)電機轉子之間不同軸誤差[1]。

        機車柴油機的聯(lián)軸節(jié)有彈性聯(lián)軸節(jié)、大圓薄板聯(lián)軸節(jié)和半剛性聯(lián)軸節(jié)3種。半剛性聯(lián)軸節(jié)由主動盤、從動盤、鋼片、內外導向環(huán)等組成(見圖1)。

        圖1 半剛性聯(lián)軸節(jié)

        DF7、DF5型等內燃機車柴油機的半剛性聯(lián)軸節(jié)主、從動盤的聯(lián)接螺栓,經常發(fā)生緊固螺母松脫的故障。此問題的處理,不僅工作量大,浪費了人力,還增加了檢修成本。因此須分析此故障發(fā)生的原因并處理,采取有效的措施預防故障的再次發(fā)生勢在必行。

        2 主、從動盤連接螺栓松脫的原因分析

        半剛性聯(lián)軸節(jié)由80片0.5 mm厚鍍鋅鋼片安裝在主動盤與從動盤之間,用10條合金鋼制成的螺栓連接在一起(鋼片用5條螺栓緊固在主動盤上,5條螺栓編號分別為1、3、5、7、9,主動盤與從動盤連接的5條螺栓編號分別為2、4、6、8、10)。主動盤與曲軸輸出端法蘭連接,從動盤與主發(fā)電機轉子端連接軸用12顆M30×2×170 mm螺栓連接,螺栓緊固后,相鄰兩個螺栓應加裝1.5 mm鐵絲防緩,防緩鐵絲的穿法應為“8”字形。

        半剛性聯(lián)軸節(jié)經常發(fā)生的螺栓松脫故障,是指主、從動盤聯(lián)結螺栓發(fā)生松脫。對發(fā)生的故障進行綜合分析,主要有以下幾個方面原因:

        (1)螺栓緊固方法不對。在連接緊固主、從動盤連接螺栓時,沒有按照對角緊固的原則,而是順沿逐個緊固,造成主、從動盤密貼間隙不均勻。此原因占故障總數(shù)的8%。

        (2)螺栓緊固力矩達不到工藝要求。主、從動盤連接螺栓的緊固力矩為980 N·m,實際在組裝過程中,因沒有扭力扳手,而是使用專用扳手配合加力管緊固。當選擇加力管較短時,緊固力矩達不到工藝要求,以致半剛性聯(lián)軸節(jié)在旋轉時,連接螺栓發(fā)生松脫現(xiàn)象。此原因占故障總數(shù)的2%。

        (3)內、 外導向環(huán)的配合間隙過大。 內導向環(huán)裝在柴油機曲軸自由端的端軸上, 外導向環(huán)裝在主發(fā)電機軸的接軸上, 當主發(fā)電機與柴油機組裝時, 外導向環(huán)套裝在內導向環(huán)上。 內、 外導向環(huán)的良好配合, 是曲軸與牽引發(fā)電機轉子之間保持較高同軸度的重要保證。 機車長期運用后, 因啟停機次數(shù)多、 升降速頻繁, 并且內、 外導向環(huán)均為鋼質, 致使其磨損加劇, 配合間隙越來越大。 柴油機在運轉狀態(tài)下, 曲軸與主發(fā)電機的離心力也就越來越大, 并且離心力全部作用于主、 從動盤連接螺栓和螺母上, 最終導致緊固螺母松動、外竄,切斷防松開口銷,造成螺栓松動、 脫落, 有的甚至會從螺栓端部螺紋的退刀槽處斷裂。 螺栓松脫后會沿著軸向向外退出, 掉在連接箱下方,此原因占故障總數(shù)的90%。 所以內、 外導向環(huán)的配合間隙過大是造成螺栓發(fā)生松脫的主要原因。

        3 主、從動盤連接螺栓松脫的故障處理

        (1)用正確方法緊固螺栓

        應按照對角緊固的原則,按2→6→10→4→8的順序,緊固主、從動盤連接螺栓。

        (2)按工藝要求力矩緊固

        主、從動盤連接螺栓的緊固,要保證緊固力矩為980 N·m。如果條件不具備,沒有扭力扳手,在使用專用扳手配合加力管緊固時。應選擇較長的加力管(1.5~2 m),緊固后測量主、從動盤兩外端面寬度應為132 mm。

        (3)更換內、外導向環(huán)

        當內、外導向環(huán)因磨損導致配合間隙過大時,必須進行更換。外導向環(huán)尺寸為165 mm×145 mm×38 mm,內導向環(huán)尺寸為145 mm×127 mm×38 mm。更換內、外導向環(huán)時,要注意測量內導向環(huán)外徑和外導向環(huán)內徑,兩者之間的配合間隙須符合要求。

        半剛性聯(lián)軸節(jié)發(fā)生螺栓松脫故障后,須將柴油機吊下機車,把柴油機與主發(fā)電機拆分,更換內、外導向環(huán)。拆內導向環(huán)時,用氣割火焰加熱套裝在曲軸上的內導向環(huán),然后用撬棍撬出。拆外導向環(huán)時,用氣割火焰加熱從動盤外導向環(huán)安裝座,然后用撬棍撬出外導向環(huán)。拆卸內、外導向環(huán)時,防止配件落地和人員燙傷。裝內導向環(huán)時,將內導向環(huán)在油浴爐內加熱至80 ℃,套裝于曲軸輸出端端部(見圖2)。裝外導向環(huán)時,將外導向環(huán)置于液氮中冷卻10 min取出,裝入從動盤外導向環(huán)安裝座(見圖3)。裝內、外導向環(huán)時,應戴石棉手套,防止燙傷和凍傷。新裝內、外導向環(huán),其配合間隙控制在0.25~0.32 mm范圍內。

        圖2 內導向環(huán)與曲軸端軸組裝示意圖 圖3 外導向環(huán)與主發(fā)電機連接軸組裝示意圖

        4 主、從動盤聯(lián)結螺栓松脫的預防措施

        (1)半剛性聯(lián)軸節(jié)主、從動盤須配對使用,不許混裝。

        (2)主、從動盤及連接螺栓不許有裂紋,鋼片組不許有翹曲、變形,更換主動盤時,其緊固螺栓孔必須和曲軸法蘭孔配鉸。

        (3)螺栓和鋼片配合不能松動,螺栓與孔配合間隙為0~0.015 mm。

        (4)主、從動盤連接時,緊固力矩為980 N·m。應對號裝入螺栓,并且螺母、墊片和螺栓都須按記號組裝。

        (5)機車中修時,更換內、外導向環(huán),并保證配合間隙良好,應為0.25~0.32 mm[2]。

        5 結束語

        柴油機半剛性聯(lián)軸節(jié)主、從動盤連接螺栓松脫故障原因分析準確,故障處理方法得當,預防措施制定完善,自2018年以來,對檢修后的半剛性聯(lián)軸節(jié)進行統(tǒng)計檢查,沒有發(fā)生一起主、從動盤連接螺栓松脫現(xiàn)象,基本消除了螺栓松脫這一慣性故障。同時節(jié)約了成本支出,降低了現(xiàn)場職工的工作量。

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