十字轴式万向联轴器断裂原因

大型重载十字轴式万向联轴器等强度设计研究

由于受到轧辊较小直径及减速机输出轴到轧辊轴头之间长度制约。按照传统的类比设计方法其万向联轴器公称扭矩小，寿命低。叉头根部及十字轴经常发生断裂现象。一般只能使用一个月左右，严重地影响了轧机的正常工作。从万向联轴器使用情况来看，叉头体与十字轴不是同时发生破坏，采用等强度设计原则和优化设计方法利用有限的结构空间，选择出设计方案，使叉头体和十字轴的承载能力趋于相等，轴承寿命也达到使用寿命，这样万向联轴器的承载能力就能够达到较大，满足使用要求。由前面十字轴和叉头强度分析和轴承寿命计算可以看出，十字轴和叉头的强度及轴承的寿命都是与设计参数关联的，如果要增加某个零件的强度或寿命，须降低另外零件的强度或寿命，因此万向联轴器的设计是一个优化问题。原设计方案中十字轴和叉头应力都超出了许用应力，轴承寿命也低于5000小时，而优化设计的设计变量均在所要求的范围内。结构尺寸配置均衡，叉头和十字轴承载能力趋于相等，并使万向联轴器承载能力有显著的提高，轴承的使用寿命提高近3倍。