通过对某型联轴器的失效分析,出现了一个简单的枯算,螺栓孔的长度应为螺检直径
的1.2一1.5倍。这个佑算不仅适用于弹性联轴器上的精密配合的螺栓与螺栓孔,也适用于其它类
似的结构,比如说销与销孔之间,销插入销孔的深度也应大于销直径的1.2一1.5倍。
用于某油田的压缩机联轴器,其结构如图I所示,该联轴器由小背轮、中间体、大背轮、两组弹片和16个螺栓、螺母等组成。小背轮套在电机的轴上,大背轮由螺孔联结在压缩机的飞轮上。每组弹片上均布着8个螺孔,分别对应于8个螺栓,其中4个螺栓将弹片与左侧的零件相连,4个螺栓将弹片与右侧的零件相连,依靠4个螺栓的剪切力将扭矩从联轴器的一端传递至另一端。弹片具有一定的柔性,借弹片的变形来补偿轴的对中偏差。生断裂。也有人认为,事故的原因是联轴器的加工精度不够,各零件上螺栓孔的位置较多地偏离了其理论正确位置,致使螺栓的受力不均,受力最大的螺栓孔首先发生变形并导致螺栓断裂,此后发生多米诺骨牌效应而逐个地使螺栓孔变形和螺栓断裂。以上各种说法,似乎都有道理,但也都有缺陷,因为螺
栓和螺栓孔均是精密加工而成,具有很高的尺寸配合精度,在正常情况下螺栓受剪切力和弯曲力而不受拉力,既然不受拉力,螺栓在杆身与六角头的结合处就不受力,也就不会断裂。
该联轴器负荷试运行不到200h,就发生了螺栓孔变形、螺栓和弹片断裂的事故。事故发生后的现象是,大背轮螺栓孔的孔口处呈椭圆形,与大背轮相连的螺栓在杆身与六角头的结合处断裂,中间体与大背轮间的弹片在与大背轮相连的螺栓孔处断裂。
有人认为,事故原因是螺栓的强度不足或是螺
栓的加工工艺欠佳致使螺栓在杆身与六角头的结合产生了微裂纹,在负载运行下裂纹扩散变大而发2事故分析
本文认为,导致此次事故的原因,是由于大背轮的螺栓孔的长度不够造成的,较短的螺栓孔长度使螺栓孔口处的挤压应力过大,过大的挤压应力使孔口处的材料产生滑移而呈椭圆形,孔口变形使不应承受拉力的螺栓承受了拉力并在杆身与六角头的结合处产生应力集中而最终导致断裂。
下面是这一观点的分析计算。
联接于弹片和大背轮间的螺栓,其联接状况与受力分析如图2所示,弹片厚l umm,弹片两侧的垫片均厚4mm,大背轮螺栓孔的长度为14 mm,孔两端的倒角为l mm(见左图中标注的C1)。因弹片作用在螺栓上的力是均布载荷,故可考虑成作用于弹片中心的集中载荷,该载荷用f表示。Q,和Q:是螺栓孔对螺栓的支反力,为不均匀的分布载荷。A点
作者简介涂修红,男,50岁,高级工程师,毕业于华中
科技大学机械制造专业,在第三机械厂设计工艺研究所从事
压缩机设计工作。