梅花联轴器弹性体挤碎,多半是孔已磨大还在继续用
梅花联轴器的弹性体夹在爪之间受压传递转矩。轮毂孔磨大后两轴不同心,爪会把弹性体周期性挤碎,而不是单纯的转矩过大。

梅花联轴器的两半轮毂上各有若干爪,爪与爪之间嵌着弹性体,转矩靠爪压缩弹性体来传递。弹性体正常工作时只在爪的侧面受到大致均匀的压力,压缩量留有余地,回转中心与轴的中心重合。在这种状态下,弹性体可以长期工作,表面只有轻度的压痕。
轮毂孔磨大以后,孔和轴之间出现间隙,轮毂不再被轴约束在中心上。每转一圈,轮毂在间隙里晃动,爪的回转中心偏离轴心。偏离以后,一侧爪之间的空隙被缩小,另一侧被加大。缩小的那一侧把弹性体多压一块,而且这个多压的位置随着转动不断改变,弹性体就在高于设计的压缩量下循环受力。
为什么多半先看到孔磨大
孔磨大通常从微动开始。轴与孔配合偏松、键的侧面有间隙,或者曾经反转冲击,孔壁和键槽侧面就会产生细小的相对滑动,挤出红褐色粉末,孔径逐渐变大。孔径变大又加重晃动,微动更快,弹性体的额外压缩也更大。所以现场见到弹性体挤碎时,往往能同时摸到轮毂在轴上能晃,孔里有微动粉末。
弹性体被这样挤碎时,碎块集中在受压的侧面,断面是压溃和撕裂,爪的金属表面把弹性体切出深槽。因为偏心是旋转的,损伤常沿弹性体各瓣分布,但不一定每一瓣一样深,与晃动方向对应的几瓣更碎。轮毂孔和键槽能看到敲打亮印和粉末,这是和单纯转矩过载最重要的区别。
转矩突然过大时,弹性体也会碎,但孔与轴仍然贴合,撬动轮毂感觉不到间隙,键槽侧面没有长期敲打的圆角。碎裂往往发生在一次卡住或紧急制动之后,几瓣同时被剪断,断面较新,没有长期压成的凹槽。孔已经磨大还在使用时,挤碎是逐渐的,弹性体先出现深压痕和粉末,然后才掉块。
还要和温度、偏角分开
环境温度过高或散热不良时,弹性体变硬变脆,表面龟裂,碎屑呈干硬的小块,爪上没有切入的深槽,孔径仍在公差内。这种失效与孔的晃动无关。弹性体发黏、体积胀大,则要考虑油脂或溶剂的侵蚀,胀大的弹性体在爪间没有活动余地,也会被挤烂,但孔壁是干净的。
两轴角偏差过大时,爪的一侧先压到弹性体,压痕偏在瓣的一端,磨损位置固定,不随轮毂晃动转圈。此时孔可以是紧的。孔磨大造成的压痕绕着瓣的侧面分布,而且轮毂相对轴有径向间隙。只修对中、不处理已磨大的孔,弹性体换新后仍会被挤碎。
键没有装到位或键过短,转矩只由局部键侧传递,键槽会被敲宽,后果同样是孔与轴松动,弹性体随后挤碎。看起来像键的问题,实质上仍是轮毂已经不能定心。检查时要把键的侧面、键槽圆角和孔径一起看。只换一根键、孔径已经变大,定心仍然没有恢复。
弹性体挤碎后若继续运转,爪与爪会直接金属相碰,发出清脆撞击,爪棱被打堆。这时金属损伤是二次的。判断根因要看孔是否磨大、弹性体是否先被压成粉末。爪已经打堆而孔仍然紧、弹性体是一次性剪断,才更像瞬时过载。
处理时不能只换弹性体。孔已经磨大的轮毂应更换或把孔修复到能与轴贴合的状态,键槽敲宽的要一起修,轴上的微动亮印要检查是否还能用。新弹性体装入后,轮毂在轴上不应再能用手晃动。对中也要复查,但在孔已经松的前提下,对中读数本身就会随转动位置变化,不可靠。
有的设备长期轻微反转或带载启停,键侧冲击使孔磨大的速度很快,弹性体的设计转矩并没有被超过,所以从转矩容量去加大联轴器并不能消除挤碎。只要孔还在变大,爪的中心就还在飘,弹性体仍会在局部被压过限度。把定心恢复,挤碎才会停止。弹性体各瓣的压溃深度若随周向呈一边深、一边浅,而且深的一侧对着孔壁磨亮的方向,偏心挤压力就有了对应关系。各瓣同时齐根剪断、孔壁仍然光洁,才应回到瞬时转矩过大上去。孔壁粉末呈红褐色且沿圆周不连续,是微动磨出来的,不是装配时留下的铁屑。弹性体粉末若嵌进这些红褐痕迹里,说明挤碎发生在孔已经松动之后。