半刚性联轴节主、从动盘连接螺栓松脱原因及处理

2021-07-28陈猛李君

轨道交通装备与技术 2021年2期

关键词：动盘曲轴刚性

陈猛李君

(1.上海局集团公司合肥机务段安徽合肥 230012；2.哈尔滨局集团公司牡丹江机务段黑龙江牡丹江 157000)

1 问题的提出

联轴节是柴油机输出轴与主发电机输入轴之间的连接装置。它一方面起到传递扭矩的作用，另一方面缓和柴油机转速变化时的冲击，以及补偿曲轴与牵引发电机转子之间不同轴误差[1]。

机车柴油机的联轴节有弹性联轴节、大圆薄板联轴节和半刚性联轴节3种。半刚性联轴节由主动盘、从动盘、钢片、内外导向环等组成(见图1)。

图1 半刚性联轴节

DF7、DF5型等内燃机车柴油机的半刚性联轴节主、从动盘的联接螺栓，经常发生紧固螺母松脱的故障。此问题的处理，不仅工作量大，浪费了人力，还增加了检修成本。因此须分析此故障发生的原因并处理，采取有效的措施预防故障的再次发生势在必行。

2 主、从动盘连接螺栓松脱的原因分析

半刚性联轴节由80片0.5 mm厚镀锌钢片安装在主动盘与从动盘之间，用10条合金钢制成的螺栓连接在一起(钢片用5条螺栓紧固在主动盘上，5条螺栓编号分别为1、3、5、7、9，主动盘与从动盘连接的5条螺栓编号分别为2、4、6、8、10)。主动盘与曲轴输出端法兰连接，从动盘与主发电机转子端连接轴用12颗M30×2×170 mm螺栓连接，螺栓紧固后，相邻两个螺栓应加装1.5 mm铁丝防缓，防缓铁丝的穿法应为“8”字形。

半刚性联轴节经常发生的螺栓松脱故障，是指主、从动盘联结螺栓发生松脱。对发生的故障进行综合分析，主要有以下几个方面原因：

(1)螺栓紧固方法不对。在连接紧固主、从动盘连接螺栓时，没有按照对角紧固的原则，而是顺沿逐个紧固，造成主、从动盘密贴间隙不均匀。此原因占故障总数的8%。

(2)螺栓紧固力矩达不到工艺要求。主、从动盘连接螺栓的紧固力矩为980 N·m，实际在组装过程中，因没有扭力扳手，而是使用专用扳手配合加力管紧固。当选择加力管较短时，紧固力矩达不到工艺要求，以致半刚性联轴节在旋转时，连接螺栓发生松脱现象。此原因占故障总数的2%。

(3)内、外导向环的配合间隙过大。内导向环装在柴油机曲轴自由端的端轴上，外导向环装在主发电机轴的接轴上，当主发电机与柴油机组装时，外导向环套装在内导向环上。内、外导向环的良好配合，是曲轴与牵引发电机转子之间保持较高同轴度的重要保证。机车长期运用后，因启停机次数多、升降速频繁，并且内、外导向环均为钢质，致使其磨损加剧，配合间隙越来越大。柴油机在运转状态下，曲轴与主发电机的离心力也就越来越大，并且离心力全部作用于主、从动盘连接螺栓和螺母上，最终导致紧固螺母松动、外窜，切断防松开口销，造成螺栓松动、脱落，有的甚至会从螺栓端部螺纹的退刀槽处断裂。螺栓松脱后会沿着轴向向外退出，掉在连接箱下方，此原因占故障总数的90%。所以内、外导向环的配合间隙过大是造成螺栓发生松脱的主要原因。

3 主、从动盘连接螺栓松脱的故障处理

(1)用正确方法紧固螺栓

应按照对角紧固的原则，按2→6→10→4→8的顺序，紧固主、从动盘连接螺栓。

(2)按工艺要求力矩紧固

主、从动盘连接螺栓的紧固，要保证紧固力矩为980 N·m。如果条件不具备，没有扭力扳手，在使用专用扳手配合加力管紧固时。应选择较长的加力管(1.5～2 m)，紧固后测量主、从动盘两外端面宽度应为132 mm。

(3)更换内、外导向环

当内、外导向环因磨损导致配合间隙过大时，必须进行更换。外导向环尺寸为165 mm×145 mm×38 mm，内导向环尺寸为145 mm×127 mm×38 mm。更换内、外导向环时，要注意测量内导向环外径和外导向环内径，两者之间的配合间隙须符合要求。

半刚性联轴节发生螺栓松脱故障后，须将柴油机吊下机车，把柴油机与主发电机拆分，更换内、外导向环。拆内导向环时，用气割火焰加热套装在曲轴上的内导向环，然后用撬棍撬出。拆外导向环时，用气割火焰加热从动盘外导向环安装座，然后用撬棍撬出外导向环。拆卸内、外导向环时，防止配件落地和人员烫伤。装内导向环时，将内导向环在油浴炉内加热至80 ℃，套装于曲轴输出端端部(见图2)。装外导向环时，将外导向环置于液氮中冷却10 min取出，装入从动盘外导向环安装座(见图3)。装内、外导向环时，应戴石棉手套，防止烫伤和冻伤。新装内、外导向环，其配合间隙控制在0.25～0.32 mm范围内。