Industry news|2025-06-11| admin
联轴器过载是指其承受的载荷超过设计额定值,可能由机械系统异常、安装不当或工况变化等多种因素引起。以下是导致联轴器过载的常见情况及具体原因分析:
一、机械系统异常或故障
1. 设备启动冲击过大
原因:
电机启动时扭矩峰值过高(如直接启动电机的启动扭矩可达额定扭矩的5~8倍),远超联轴器设计承载能力;
负载设备(如风机、水泵)带负荷启动,导致启动瞬间惯性力矩激增。
后果:弹性联轴器的橡胶元件可能因瞬时冲击撕裂,刚性联轴器可能出现螺栓剪断或法兰变形。
2. 负载突然增大或卡死
原因:
传动系统中负载端出现卡阻(如传送带被异物卡住、齿轮箱齿轮断齿),导致电机仍在运转但负载无法转动,形成“堵转”;
设备过载运行(如起重机超额定载荷起吊、破碎机进料超量),扭矩超过联轴器许用值。
典型案例:搅拌机叶片被大块物料卡住时,联轴器可能因持续过载导致弹性柱销断裂。
3. 传动系统故障
原因:
齿轮箱、轴承等传动部件磨损或损坏,导致传动阻力突然增大,额外扭矩通过联轴器传递;
皮带传动中皮带过紧,使联轴器承受额外径向载荷(尤其是非金属弹性元件对径向力敏感)。
二、安装与对中问题
1. 对中偏差超限
原因:
联轴器安装时未严格对中,存在较大径向偏差(如弹性联轴器径向偏差>0.2mm)或角向偏差(>1.5°);
设备运行中基础沉降、热膨胀导致轴系对中偏移,联轴器被迫承受额外弯矩和扭矩。
后果:膜片联轴器可能因弯曲应力过载导致膜片撕裂,齿式联轴器可能出现齿面磨损加剧或断齿。
2. 轴向安装误差
原因:
弹性联轴器轴向间隙调整不当(如梅花联轴器轴向压缩量过大),导致弹性元件长期处于预压缩状态,承载能力下降;
刚性联轴器轴向过定位(如两端轴肩同时顶死联轴器),运行中热膨胀无法释放,产生轴向推力过载。
三、工况变化与环境因素
1. 周期性冲击载荷
原因:
设备工作中存在周期性冲击(如锻压机、破碎机的间歇性冲击载荷),联轴器频繁承受瞬时峰值扭矩(可能为额定扭矩的2~3倍);
多台设备并联运行时,启动顺序不合理导致扭矩叠加冲击。
风险:金属弹性元件(如蛇形弹簧)可能因疲劳断裂,橡胶元件可能因反复形变产生热积累而老化开裂。
2. 环境温度异常
原因:
高温环境(如熔炉附近、锅炉房)使弹性元件(尤其是橡胶、聚氨酯)弹性模量下降,承载能力降低,导致过载;
低温环境中橡胶元件硬化变脆,缓冲能力丧失,冲击载荷直接传递至联轴器本体。
3. 介质影响
原因:
联轴器长期接触腐蚀性介质(如酸、碱、油污),金属部件被腐蚀后有效截面积减小(如螺栓腐蚀后直径变细),承载能力下降;
粉尘、颗粒进入联轴器间隙(如齿式联轴器的齿面间),形成磨粒磨损,加剧传动阻力并导致过载。
四、设计选型不当
1. 额定扭矩计算不足
原因:
选型时未考虑设备启动扭矩、冲击系数等因素,直接按额定功率计算扭矩,导致联轴器额定扭矩小于实际最大工作扭矩;
忽略工况系数(如频繁启停设备需乘以1.5~2.0的安全系数),选型过于保守。
案例:某输送机选用联轴器时未计入皮带启动冲击,运行中多次出现弹性套磨损断裂。
2. 类型匹配不合理
原因:
对中精度要求高的设备选用弹性联轴器,补偿能力被过度消耗,导致联轴器提前失效;
需传递大扭矩的重型设备选用小型联轴器,结构强度不足(如联轴器轮毂厚度过薄)。
五、维护与管理缺失
1. 弹性元件老化未及时更换
原因:
橡胶元件长期使用后弹性下降,缓冲能力减弱,冲击载荷直接作用于联轴器金属部件,导致过载;
金属弹性元件(如膜片)磨损超限时未更换,剩余截面积无法承受额定扭矩。
2. 螺栓松动或润滑不良
原因:
联轴器螺栓松动后,连接刚度下降,载荷分布不均,部分螺栓承受过载而断裂;
齿式联轴器润滑脂缺失或变质,齿面摩擦加剧,发热导致齿面胶合,传动阻力激增。
过载的典型表现与危害
过载表现 | 具体危害 |
弹性元件磨损/断裂 | 橡胶件龟裂、金属膜片撕裂,导致传动失效,设备停机。 |
螺栓剪断或变形 | 刚性联轴器连接螺栓断裂,可能引发轴系窜动或设备剧烈振动。 |
异常发热 | 摩擦生热导致联轴器温度骤升,可能引发火灾(如油脂泄漏遇高温)。 |
振动加剧 | 过载导致轴系动平衡破坏,可能损坏轴承、齿轮箱等相邻部件。 |
预防措施
1. 合理选型:根据设备功率、转速、载荷特性(平稳/冲击)及工况环境,选择额定扭矩≥1.3倍最大工作扭矩的联轴器,并预留安全系数。
2. 精准安装:使用激光对中仪确保轴系对中精度,弹性联轴器轴向间隙按说明书调整,避免预加载荷。
3. 状态监测:定期检测振动、温度及螺栓预紧力,安装扭矩传感器或过载保护装置(如剪切销式安全联轴器),过载时自动脱开。
4. 定期维护:及时更换老化弹性元件,清理联轴器间隙杂质,对润滑型联轴器按周期补充油脂。
通过分析过载原因并针对性防控,可有效避免联轴器因过载失效,保障机械系统安全稳定运行。