【壓縮機網(wǎng)】1、引言 

　　膜片聯(lián)軸器廣泛應用于電機驅動(dòng)的泵、風(fēng)機、壓縮機等應用環(huán)境，具有以下優(yōu)點(diǎn)：無(wú)潤滑、傳遞效率高、補償能力好。但是在應用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì )遇到各種各樣的問(wèn)題。

　　2020年6月收到用戶(hù)反饋，膜片聯(lián)軸器螺栓在裝機過(guò)程中發(fā)生斷裂。聽(tīng)到螺栓斷裂，第一反應是在機組運行過(guò)程中發(fā)生的，很少有在試裝過(guò)程中發(fā)生斷裂。隨后用戶(hù)將斷裂螺栓寄回。本文就試裝過(guò)程中螺栓斷裂問(wèn)題進(jìn)行問(wèn)題分析，查找可能導致螺栓斷裂的根本原因。

　　我們在尋找原因的同時(shí)，也為以后用戶(hù)安裝提供理論指導，防止此類(lèi)問(wèn)題再次發(fā)生。

　　2、聯(lián)軸器螺栓原因分析

　　收到用戶(hù)寄回螺栓，見(jiàn)下圖1～圖3。

　　圖1：已斷裂螺栓兩件，其中一件螺栓頭斷裂，斷裂面見(jiàn)圖3，另一件螺紋處斷裂。圖2：退回螺栓未發(fā)生斷裂，螺栓螺紋處已失效。圖3：螺栓宏觀(guān)斷裂面。

　　經(jīng)查，用戶(hù)訂購膜片聯(lián)軸器型號為T(mén)DE4-220X，聯(lián)軸器額定扭矩為2000Nm，螺栓為L(cháng)S16鉸制孔螺栓，螺母為DIN 980自鎖螺母。用戶(hù)在安裝時(shí)使用氣動(dòng)扳手擰緊。

　　圖6：螺栓相關(guān)尺寸

　　圖7：螺栓硬度測試點(diǎn)，并測量各元素含量

。
 

　　圖8：螺母硬度測試點(diǎn)

　　通過(guò)洛氏硬度分析儀和材質(zhì)分析儀，測得數據如下：

　　螺栓材質(zhì)：35CrMo；硬度HRC 28

　　螺母由于表面鍍層，材質(zhì)未測，硬度HRC 38

　　2-1 首先校核一下螺栓的強度：

　　傳遞扭矩m=2000Nm，聯(lián)軸器傳扭孔分度圓D=160mm，法蘭厚度h=22mm，單邊螺栓數量為4個(gè)，螺栓材質(zhì)為35CrMo，許用拉應力［σ］=985MPa。

　　根據圖8，從中間段中間截斷，考慮左右平衡：

　　Q為螺栓受剪面nn（圖9）的剪力，法蘭傳給螺栓的作用力P=Q。

　　螺栓所受剪切應力：

　　根據剪切許用應力

        螺栓承受的承壓力，承壓面面積，根據承壓許用應力
 

　　計算可得：螺栓所受剪切應力和承壓力在許用剪切應力和承壓力范圍內。

　　從計算數據來(lái)看，螺栓的安全裕度很大。

　　2-2 計算螺栓理論上擰斷扭矩

　　
　　通過(guò)計算結果可知，當螺栓的擰緊力矩達到435Nm時(shí)，螺栓才可能會(huì )被擰斷。如果按圖紙規定力矩92Nm擰緊顯然不會(huì )出現螺栓斷裂情況。2-3 實(shí)驗驗證

　　找來(lái)與斷裂螺栓相同的兩個(gè)螺栓和螺母。

　　其中一個(gè)螺栓用扭矩扳手擰緊，調整扭矩扳手力矩為92Nm。

　　另一個(gè)螺栓用氣動(dòng)扳手擰緊。

　　得到的結果見(jiàn)下圖：

　　圖10：扭矩扳手擰兩次并擰出，螺栓螺母有輕微發(fā)熱，螺紋處未見(jiàn)異常。

　　圖11：氣動(dòng)扳手擰緊一次并擰出，小型氣動(dòng)扳手的最大扭矩為880Nm，螺栓發(fā)熱嚴重，并且螺紋處有明顯擠壓痕跡，可見(jiàn)螺栓鍍層脫落，出現金屬本色。

　　3 結論及預防措施

　　經(jīng)過(guò)計算和實(shí)驗分析，可以發(fā)現，由于用戶(hù)用氣動(dòng)槍鉆擰緊，氣動(dòng)槍鉆擰緊力矩遠大于螺栓規定的擰緊力矩，導致螺栓螺紋處經(jīng)過(guò)積壓發(fā)熱，并且螺栓的硬度小于螺母的硬度，螺紋容易受擠壓變形，最終導致螺紋破壞，螺栓螺母鎖死，繼續使用氣動(dòng)扳手擰緊造成螺栓最終斷裂。

　　操作建議

　　在安裝膜片聯(lián)軸器的時(shí)候，請按照聯(lián)軸器的圖紙和說(shuō)明書(shū)安裝，使用扭矩扳手按圖紙規定的螺栓擰緊力矩擰緊。

　　參考文獻

　　[1]蘇翼林. 材料力學(xué)[M]. 天津大學(xué)出版社, 2001

 

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