連鑄機(jī)萬向軸失效原因分析

萬向軸作為連鑄機(jī)的傳動(dòng)設(shè)備，對其運(yùn)行的穩(wěn)定性和傳動(dòng)的及時(shí)性提出了要求。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)萬向軸上機(jī)使用一個(gè)月之后，就會(huì)出現(xiàn)連接螺栓松動(dòng)、十字軸間隙過大或者楔形面磨損等現(xiàn)象，導(dǎo)致萬向軸傳動(dòng)不平穩(wěn)，嚴(yán)重影響了鑄坯質(zhì)量，并導(dǎo)致鑄坯切廢量大幅度增加，找出萬向軸的失效原因，提高萬向軸使用壽命。

萬向軸失效原因分析

1萬向軸工作環(huán)境分析

扇形段驅(qū)動(dòng)輥萬向軸的一端與減速機(jī)相聯(lián)，另一端與驅(qū)動(dòng)輥內(nèi)接手相聯(lián)，驅(qū)動(dòng)輥的升降主要是靠萬向軸的內(nèi)外齒來實(shí)現(xiàn)，但萬向軸內(nèi)外齒長期在二冷室內(nèi)工作。雖然萬向軸內(nèi)外齒外面設(shè)計(jì)有保護(hù)套，但由于二冷室內(nèi)環(huán)境溫度較高、噴淋水對萬向軸不斷的沖刷，也難于抵擋水汽或雜物進(jìn)入萬向軸內(nèi)外齒中間，從而破壞萬向軸內(nèi)外齒的

潤滑，導(dǎo)致萬向軸伸縮困難，增加了連接螺栓的軸向拉伸力，加速了萬向軸連接螺栓的松動(dòng)。

2萬向軸內(nèi)外齒強(qiáng)度分析

將失效后的萬向軸進(jìn)行拆卸，發(fā)現(xiàn)內(nèi)外齒有時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷齒或變形的現(xiàn)象。通過對內(nèi)外齒材質(zhì)取樣分析，發(fā)現(xiàn)萬向軸內(nèi)外齒的材質(zhì)為45#鋼，而不是圖紙中要求的42CrMo，所以對內(nèi)外齒的強(qiáng)度進(jìn)行校核。

萬向軸的花鍵齒數(shù)z為24，模數(shù)m為4，角度為αD為30°，外花鍵大徑Dee為100mm，分度圓直徑D為96mm，萬向軸內(nèi)齒長度為430mm，萬向軸外齒長度為310mm。根據(jù)萬向軸的實(shí)際長度建立萬向軸內(nèi)外齒的三維模型（如圖2），然后利用ANSYS進(jìn)行分析計(jì)算。

3萬向軸內(nèi)外齒潤滑情況調(diào)查

萬向軸內(nèi)外齒采用的是自潤滑方式，所以在內(nèi)外齒上沒有設(shè)計(jì)加油孔。萬向軸在整個(gè)使用周期內(nèi)，僅靠組裝時(shí)涂抹在內(nèi)外齒上的潤滑油來維持內(nèi)外齒的潤滑。但由于萬向軸工作環(huán)境溫度較

，內(nèi)外齒之間無法密封，潤滑脂在長期使用后容易出現(xiàn)泄漏或枯竭現(xiàn)象，導(dǎo)致內(nèi)外齒在伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)只能干摩擦，加速了內(nèi)外齒的磨損，增加了萬向軸伸縮阻力。

4萬向軸法蘭盤磨損情況分析

萬向軸失效形式的初期一般表現(xiàn)為連接螺栓松動(dòng)。當(dāng)螺栓松動(dòng)之后，直接的解決辦法是換螺栓。但由于生產(chǎn)節(jié)奏緊張，停機(jī)時(shí)間短，只有檢修才能進(jìn)行換螺栓作業(yè)。那么在這一段時(shí)間內(nèi)，萬向軸與驅(qū)動(dòng)輥之間的沖擊載荷會(huì)對萬向軸法蘭盤接觸面進(jìn)行磨損，加之萬向軸法蘭盤采用的45#

鋼，抗磨損性能較差，容易造成接觸面變形，此時(shí)就換萬向軸，所以萬向軸法蘭盤端面差也是導(dǎo)致萬向軸使用壽命短的一個(gè)原因。

綜上所述，萬向軸使用壽命短的主要原因多方面原因所導(dǎo)致的，其中萬向軸內(nèi)外齒工作環(huán)境差、由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷而導(dǎo)致的潤滑不良是主要的原因。除此之外，萬向軸法蘭盤差也在程度上縮短了萬向軸的使用壽命