膨化結(jié)晶罐(膨化真空干燥機(jī))是膨化硝銨炸藥生產(chǎn)的主要機(jī)器,硝銨在干燥機(jī)內(nèi)真空膨化,形成微小氣孔,提高硝銨敏感度,從而可直接采用八號雷管引爆。
1 問題的提出
硝銨在膨化罐中進(jìn)行膨化及出料時(shí),膨化罐頻繁地定位啟動,正轉(zhuǎn)啟動,正轉(zhuǎn)停止,反轉(zhuǎn)點(diǎn)動,在啟動和停止的瞬間,機(jī)器的負(fù)載相當(dāng)大,造成巨大的沖擊作用,因此在擺線針輪減速器與出料斗螺旋聯(lián)接時(shí)使用了爪形彈性聯(lián)軸器,以達(dá)到緩沖吸震的目的。
萍鄉(xiāng)礦業(yè)集團(tuán)661廠1999年10月膨化罐投產(chǎn),到2001年4月爪形聯(lián)軸器由于嚴(yán)重?cái)嗔讯鴪?bào)廢。由于聯(lián)軸器與其軸的配合屬于過盈配合,在拆裝時(shí)花費(fèi)了大量時(shí)間、人力和物力,并延誤了工作計(jì)劃,影響了產(chǎn)量。
觀察報(bào)廢的聯(lián)軸器,發(fā)現(xiàn)未斷爪的根部存在明顯的裂痕,而已斷爪的斷裂部分與裂痕存在部位一致。雖然有彈性塊的緩沖,但爪最后還是沿這些裂痕折斷。
2 失效原因及技術(shù)改進(jìn)措施
2.1 失效原因
(1)報(bào)廢后的聯(lián)軸器爪表面粗糙度偏高(Ra6.3)
(2)聯(lián)軸器A、B兩半的爪與彈性塊配合后仍有間隙(1.0mm),引起反向空行程,沖擊作用加大。
(3)報(bào)廢的聯(lián)軸器使用ZG45鋼,該材料應(yīng)力集中敏感。強(qiáng)度極限越高,應(yīng)力集中敏感度越大,消振性越低。
(4)聯(lián)軸器的爪與根部圓弧過渡值很小,幾乎接近90度尖角,這類過渡形式極易產(chǎn)生應(yīng)力集中,使應(yīng)力極限顯著降低,在沖擊力作用下,容易產(chǎn)生疲勞裂紋。
2.2 技術(shù)改進(jìn)措施
(1)降低結(jié)合面的表面粗糙度。聯(lián)軸器在頻繁正反轉(zhuǎn)工況下產(chǎn)生疲勞裂紋,表面粗糙度值越小,表面缺陷越小,耐疲勞性越好,將表面粗糙度值改為Ra3.2
(2)嚴(yán)格控制A、B兩半與彈性塊的配合間隙均在0.3mm以下,避免由于反向行程而引起的沖擊。
(3)零件材料用QT60-2代替鑄鋼ZG45。球墨鑄鐵的應(yīng)力集中敏感度小,銷振性能好,只比灰鑄鐵稍低,機(jī)械性能(強(qiáng)度,彈性,塑性)略遜于鑄鋼,抗磨性好;
(4)增大爪根部的過渡圓角,在結(jié)構(gòu)允許的條件下當(dāng)增大過渡圓角是減少應(yīng)力集中的重要途徑之一,將90°尖角改成R10圓弧過渡。
3 結(jié)論
實(shí)踐證明,改進(jìn)后的爪形聯(lián)軸器自2001年5月安裝,至2004年底報(bào)廢,一直運(yùn)行正常。在三年半的時(shí)間里車間的產(chǎn)量是改進(jìn)前一年半產(chǎn)量的近三倍。每對聯(lián)軸器外委加工成本比購進(jìn)原廠成品節(jié)約資金近千元,同時(shí)減少了維修的次數(shù),保證了單位的正常生產(chǎn)。
河北京誠聯(lián)軸器廠提供
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