分体法兰式联轴器在装船机的研究与应用

报告，根据报告对整体设计进行优化。整体结构采用40CrMo材料，梅花软连接采用聚氨酯材料制作。使软连接具有优良的耐腐蚀、耐热和抗高温氧化性能，同时在很大范围内对联轴器凸爪的强度、硬度、韧性、抗冲击性有了很大的提高。

关键词 分体式;联轴器;装船机

1 项目背景

港口的装船机设备正朝着大型化、连续化、高速化、强载化方向发展，装船载荷能力越来越高，这不仅满足了提高装船效率、降低生产成本等客观要求，同时又对这些大型港口设备的安全平稳运行提出更高的要求。针对现代化水平越来越高、结构越来越复杂的装船机设备，能够准确把握设备状态变化，掌握设备劣化趋势，有效防止事故的发生是非常有意义的。

装船机整体设备及零部件均由德国制造，其设计理念以及机械性能在很大程度上得到了机械运行的保障。但在零部件的应急更换以及备件储备上出现很大问题。

随着装船机使用年限的增加，各种设备零部件参数在逐渐劣化，零部件的坏损的情况逐渐增多，国外零件供货周期长，价格成本昂贵，从节约资金成本、维修质量，维修效率等方面考虑，尽量实现零部件的国产化。我公司分别于1月SL10-1#联轴器和4月SL12-2#装船机联轴器先后发生损坏，8月SL12-1#装船机联轴器先后发生损坏，德国TSCHAN同驰公司无法及时保证备件的供应，研究决定采用分体式法兰盘联轴器替代德国TSCHAN同驰公司的联轴器[1]。

2 整体设计

经过查阅多种文献，综合考虑，根据装船机的皮带载荷能力以及电机的额定功率，对分体法兰式联轴器进行整体设计。对法兰联轴器凸爪以及梅花形软连接进行SolidWorks三维建模，并进行受力分析，对中间受力的凸爪接进行COSMOSworks有限元分析，作CAE分析报告，对受力较大的部位采取结构性能优化。

在装船机作业过程中，由于装船机重载启车、上游设备带来的煤峰等多种原因，造成驱动站受力突然增大、振动，极易造成软连接碎裂从而造成联轴器凸爪碰撞，凸爪发生裂紋甚至掉爪的情况。最终导致驱动性能不稳，驱动站性能失效。

如若继续采用德国TSCHAN同驰公司的联轴器，面临着供货周期长，价格成本昂贵的缺点;研究决定根据皮带以及电机参数，自主设计联轴器尺寸和整体结构，以满足现场使用要求。

2.1 确定参数尺寸，并进行受力计算

（3）对法兰连接齿接进行有限元分析

法兰爪盘材质为40CrM，从COSMOSworks材料库中选择材料为等同材质。对侧面添加固定约束，同时施加力矩作用于连接面上。对其进行网格划分，并细化网格。分析得出，边缘部分应力最大，最大应变和位移在凸爪的中部和根部，与现场实际应用相符。根据分析指标，满足现场使用要求。作CAE分析，根据从整体分析结果，应用分体法兰式国产联轴器整体，生成分析数据报表，各项数据指标符合现场使用要求。

3 实施效果

采用分体法兰式的联轴器在装船机SL11上的应用，极大地缩短了供货周期，以及缩短了维修时间，省去了每次更换联轴器拆卸与安装加热电机轴端、减速机轴端的时间14个小时，同时国产联轴器机械性能上有了很大的提升，机械运行平稳，没有出现震动与噪声，情况良好，效果显著。

参考文献

[1]王文娟，王克鹏，王惠泉.起重机起升机构联轴器的选用[J].起重运输机械，2019，（8）：71-73.

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