Akkumulierter Ermüdungsverschleiß ist eine Hauptursache für Antriebswellenbrüche. Laut einschlägiger Fachliteratur zum mechanischen Verschleiß überschreiten die auf die Antriebswelle wirkenden Wechselspannungen, die auf die Antriebswelle wirken, die Ermüdungsgrenze des Materials, wenn ein Brecher über längere Zeiträume hinweg kontinuierlich mit hoher Frequenz betrieben wird -insbesondere über 10.000 Stunden und Wechselspannungsamplituden von mehr als 300 MPa-. Mit der Zeit bilden sich im Material nach und nach Mikro-risse; Wenn sich diese Risse ausbreiten, kommt es letztendlich zum Bruch.
Ein Überlastungsschock ist ein weiterer kritischer Faktor. Wenn ein Brecher Materialien mit hoher Härte-wie Quarz-verarbeitet und das Zufuhrvolumen plötzlich über die vorgesehene Verarbeitungskapazität der Maschine hinaus ansteigt, kann die momentane Stoßbelastung das Doppelte der Nennlast überschreiten. Solche Stöße führen zu örtlich begrenzten Spannungskonzentrationen innerhalb der Antriebswelle, wodurch diese sehr anfällig für Brüche ist.
Auch eine minderwertige Materialqualität kann zu Brüchen führen. Wenn der Kohlenstoffgehalt des für die Antriebswelle ausgewählten Stahls nicht den Industriestandards entspricht (typischerweise sollte hochwertiger -Qualitätsstahl einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,4 % und 0,6 % haben) oder wenn Verunreinigungen im Material ungleichmäßig verteilt sind, werden Festigkeit und Zähigkeit des Stahls beeinträchtigt. Daher kann es auch bei normaler Betriebsbeanspruchung zum Bruch der Welle kommen. Unzureichende Bearbeitungsgenauigkeit stellt ein latentes Risiko dar; Wenn beispielsweise die Oberflächenrauheit der Antriebswelle nicht den festgelegten Standards entspricht (normalerweise ist ein Ra-Wert für die Oberflächenrauheit zwischen 0,8 und 1,6 μm erforderlich), erhöht sich der Spannungskonzentrationsfaktor. Dies erleichtert die Entstehung von Rissen an Spannungskonzentrationspunkten, die sich schließlich zu einem vollständigen Bruch ausbreiten. Schlechte Schmierung, die zu übermäßiger Hitze führt, beeinträchtigt auch die Leistung der Antriebswelle. Wenn die Viskosität des Schmieröls nicht den Anforderungen entspricht (geeignete Viskosität liegt typischerweise zwischen 46 und 68 mm²/s) oder wenn das Schmiersystem verstopft ist, erhöht sich die Reibung zwischen der Antriebswelle und Komponenten wie Lagern. Dadurch steigt die Temperatur auf über 120 Grad, was die mechanischen Eigenschaften des Materials verschlechtert und schließlich zum Bruch führt.
Eine unsachgemäße Installation kann zu einer ungleichmäßigen Spannungsverteilung führen. Wenn die Koaxialitätsabweichung beim Einbau der Antriebswelle die vorgeschriebene Toleranz (typischerweise auf 0,05 mm begrenzt) überschreitet, wird die Welle im Betrieb zusätzlichen Biegebeanspruchungen ausgesetzt. Über längere Zeiträume können diese anhaltenden Biegebeanspruchungen leicht zu Brüchen führen. Korrosive Umgebungen beschleunigen Schäden an Antriebswellen. In Betriebsumgebungen mit chemisch korrosiven Medien-z. B. in Brechern zur Verarbeitung von Erzen, die säurehaltige Substanzen enthalten-reagieren saure Medien chemisch mit der Oberfläche der Antriebswelle. Bei Korrosionsraten von mehr als 0,1 mm pro Jahr wird die Tragfähigkeit der Welle beeinträchtigt, was letztendlich zum Bruch führt. Durch häufige Start- und Stoppzyklen wird die Antriebswelle erheblichen Stoßbelastungen ausgesetzt. Die praktische Erfahrung zeigt, dass die Antriebswelle erheblichen Trägheitskräften ausgesetzt ist, wenn ein Brecher mehr als zehnmal am Tag gestartet und gestoppt wird. Die kumulative Wirkung dieser wiederholten Stöße im Laufe der Zeit führt häufig zum Ermüdungsbruch der Welle. Darüber hinaus ist eine schlechte Konstruktion -insbesondere ein zu kleiner Wellendurchmesser, der die dynamischen Belastungen während des tatsächlichen Brecherbetriebs nicht ausreichend berücksichtigt-ein kritischer Faktor. Gemäß den mechanischen Konstruktionsstandards muss der Mindestdurchmesser einer Antriebswelle auf der Grundlage des angewendeten Drehmoments und der zulässigen Belastungsgrenzen genau berechnet werden. Wenn Berechnungsfehler dazu führen, dass die Welle unterdimensioniert ist und den normalen Betriebslasten nicht standhalten kann, ist die Bruchanfälligkeit sehr hoch.
Schließlich trägt auch eine unzureichende Wartung -gekennzeichnet durch längere Zeiträume ohne Inspektion oder Wartung der Antriebswelle- zum Ausfall bei. Wenn die Welle beispielsweise nicht regelmäßig auf Verschleiß überprüft wird und der Verschleiß am Lagerzapfen ohne anschließende Reparatur oder Austausch 5 % seines ursprünglichen Durchmessers übersteigt, verschlechtert sich der Betriebszustand der Welle weiter und führt schließlich zum Bruch.
