蓄積された疲労摩耗はドライブシャフト破損の主な原因です。機械的摩耗に関する関連文献によると、破砕機が長期間にわたって高周波で継続的に動作する場合、-具体的には 300 MPa を超える交番応力振幅で 10,000 時間を超えます-駆動シャフトに作用する交番応力は材料の疲労限界を超えます。時間の経過とともに、材料内に微小な亀裂が徐々に形成されます。-これらの亀裂が広がると、最終的には破壊につながります。
過負荷ショックも重要な要素です。粉砕機が-石英などの高硬度の材料-を処理しており、供給量が機械の設計処理能力を超えて突然急増すると、瞬間的な衝撃荷重が定格荷重の 2 倍を超えることがあります。このような衝撃によりドライブ シャフト内に局所的な応力集中が生じ、破損しやすくなります。
材料の品質が標準以下である場合も、破損が生じる可能性があります。ドライブ シャフト用に選択された鋼の炭素含有量が業界基準を満たしていない場合（通常、高品質鋼の炭素含有量は 0.4% ～ 0.6% である必要があります）、または材料内で不純物が不均一に偏析している場合、鋼の強度と靱性が損なわれます。-その結果、通常の動作応力レベルでもシャフトが破損する可能性があります。加工精度が不十分だと潜在的なリスクが生じます。たとえば、ドライブシャフトの表面粗さが指定された基準（通常、0.8 ～ 1.6 μm の表面粗さ Ra 値が必要）を満たさない場合、応力集中係数が増加します。これにより、応力集中点で亀裂が発生しやすくなり、最終的には完全な破壊にまで広がります。潤滑不良によって過剰な熱が発生すると、ドライブシャフトの性能も損なわれます。潤滑油の粘度が要件を満たしていない場合（適切な粘度は通常 46 ～ 68 mm²/s の範囲です）、または潤滑システムが詰まった場合、ドライブシャフトとベアリングなどのコンポーネントの間の摩擦が増加します。これにより、温度が 120 度を超えて上昇し、材料の機械的特性が低下し、最終的には破壊につながります。
取り付けが不適切だと、応力が不均一に分散される可能性があります。ドライブ シャフトの取り付け時の同軸度の偏差が規定の公差 (通常は 0.05 mm 以内に制限される) を超える場合、シャフトは動作中に追加の曲げ応力を受けることになります。長期間にわたって、このような曲げ応力が持続すると、簡単に破損が発生する可能性があります。腐食環境ではドライブシャフトの損傷が加速します。酸性物質を含む鉱石の処理に使用される破砕機など、化学的に腐食性の媒体を含む動作環境では、酸性媒体がドライブ シャフトの表面と化学反応します-。{6}}腐食速度が年間 0.1 mm 以上に達すると、シャフトの耐荷重能力が損なわれ、最終的には破損につながります。{9}}始動と停止のサイクルを頻繁に行うと、ドライブシャフトに重大な衝撃荷重がかかります。実際の経験によれば、粉砕機が 1 日に 10 回以上起動および停止されると、駆動軸に大きな慣性力がかかります。時間の経過とともに繰り返されるこれらの衝撃の累積効果により、シャフトの疲労破壊が頻繁に発生します。さらに、不適切な設計-、具体的には、実際の破砕機の動作中に発生する動的負荷を適切に考慮していない過小なシャフト直径-が重要な要素です。機械設計基準に従って、ドライブ シャフトの最小直径は、適用されるトルクと許容応力制限に基づいて正確に計算されなければなりません。計算エラーによってシャフトのサイズが小さくなり、通常の動作荷重に耐えられなくなると、非常に破損しやすくなります。
最後に、{0}ドライブ シャフトの点検や整備が長期間行われないことを特徴とする不適切なメンテナンスも故障の原因となります。-たとえば、シャフトの摩耗が定期的に検査されず、その後の修理や交換が行われずにジャーナルの摩耗が元の直径の 5% を超えた場合、シャフトの動作状態は悪化し続け、最終的には破損に至ります。
