关于主动轴组中扭矩管结构形式的改进

中图分类号：U4632 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2011)07-0078-01

我公司篦式冷却机传动装置中主动轴组的扭矩管一直延用美国福勒结构形式，近年来随着水泥需求的增加，用户应市场需求增大设备生产能力，所以篦冷机的设备产量越来越大。传动装置使用中通过用户的多次反馈，其中扭矩管中的法兰与无缝钢管多次发生断裂现象，而且这种情况主要在篦冷机设备产量达到3000t/d生产线以上的用户较频繁。

1 原因分析

电机组带动传动链轮旋转，而传动链轮与曲轴1通过螺栓连接，所以曲轴1与之同步旋转并带动扭矩管，再通过扭矩管使曲轴2旋转，最终达到两端曲轴同时旋转，同时推动篦床做往复运动。

扭矩管的作用是把曲轴1得到的扭转力传导给曲轴2，使两曲轴能够同步运行。当曲轴两端所受的力增大时，扭矩管的扭转力也相应增大。

扭矩管是由无缝钢管与法兰焊接而成。焊接过程中由于焊缝处在法兰与无缝钢管接触面相交处，又受到U型坡口焊接处热胀冷缩影响，所以焊缝处产生的应力集中较大，并有一定的变形，造成法兰制作完成后容易产生一定的偏斜，从而使扭矩管在工作时，两法兰与无缝钢管就会产生较大的轴向力。所以此焊接结构形式中U型坡口焊接焊缝就同时承受轴向力和扭矩力。当两端曲轴所受力的不断增大时，两端法兰所产生的轴向力和扭矩力也随着不断增加，当焊缝处受到高载荷变速运动带来的载荷力时，焊缝就会在应力集中突出处开裂，随之造成整体断裂。

此外，我公司在扭矩管焊接过程中全部采用手工焊，其中 U型坡口焊接处采用侧面手工焊接，而且坡口不够开阔，焊接形式难度较大，焊缝强度就很难得到保证。所以焊缝处容易产生局部集中应力。

所以此结构形式在以前2500t/d以下水泥熟料生产线中扭矩管承受力不大就能够正常使用，当用在3000t/d以上水泥熟料生产线时，有些扭矩管焊缝质量不好，强度不够就造成扭矩管有断裂情况发生。

2 改进措施

为了避免焊缝造成的质量问题，法兰通过改进不但增加与无缝钢管的作用面，还降低了在焊接过程中法兰可能产生的扭曲和变形，而且改善了轴向力对焊缝的影响。

此结构形式由于法兰在工作中承受大部分的轴向力，所以基本上消除了无缝钢管与法兰相互作用的产生的轴向力对焊缝直接影响，使焊缝在扭矩管工作时能够得到更多的承受扭矩力。

此外，焊缝的焊接面增大，视野开阔，有利于手工焊接，容易保证焊缝质量。焊缝在工作中基本只承受扭转力，而且焊缝强度也有很大增加，所以可以更好的保证零件的整体强度和使用寿命。

3 结论

经过以上改进后，扭矩管在使用中没有在出现焊缝断裂现象，证明这样的改进措施行之有效。

此后，我们公司在3000t/d以上篦冷机水泥生产线中都采用此结构形式，而且都取得了满意结果。