日期：2022-10-07 13:14:36瀏覽量：83320
為什么起重減速電機高速軸容易斷裂？經專項檢查，主要原因如下：
原因之一：起重減速電機鍵槽應力集中
觀察許多帶鍵槽的斷軸斷口（圖6為例），可以看到最早的疲勞裂紋通常發生在平鍵鍵槽的尖角，顯然鍵槽的應力集中和軸截面積的降低影響了軸的強度。特別是鍵槽底部的弧r（圖6）對應力集中有很大的影響。圖為礦用減速器高速軸鍵槽，鍵槽底部弧r很小，增加了鍵槽的應力集中。
當軸純度扭轉時，鍵槽和配合邊緣的有效應力集中指數Kτ見圖7[1]。軸的抗拉強度。Rm=900MPa當時，鍵槽的有效應力集中指數Kτ=2.因此，鍵槽對軸的削弱很大。
第二個原因：起重減速電機聯軸器同軸的過渡配合
起重減速電機軸斷裂位置正好是聯軸器同軸過渡配合的邊緣，過渡配合對軸強度影響很大。從圖7可以看出:過渡配合H7/r6應力集中指數可達2.2以上；過渡配合H7/k6的應力集中指數約為1.77;高速軸常用的過渡配合H7/m6應力集中指數不低于1.8。
因此，高速軸很容易在聯軸器和軸的過渡邊緣斷裂。過盈連接的應力集中和接觸應力。
值得注意的是，雖然上述原因之一（鍵槽應力集中）和原因之二（過盈連接應力集中）對高速軸強度有影響，但在軸強度設計和安全性能計算中已經計算出來。因此，可以肯定的是，兩者都不是起重減速電機軸容易斷裂的決定性原因。高速軸斷裂的真正原因如下。
第三個原因：起重減速電機安裝使用問題
起重減速電機設計中的一個主要問題是電機與減速器軸直徑嚴重不匹配，減速器軸比電機軸要薄得多。一般來說，減速器軸直徑d2是電動機軸d1的3/4~1/2上下，如圖9所示。如果電機軸與減速機軸的同軸度很差，則會在聯軸器上產生額外的徑向力F。
由于電機和減速器的軸徑不同，（d1.d2)導致兩者抗彎截面模數不同(抗彎截面模數直徑相同d聯軸器產生的附加徑向力F對兩軸危險截面的附加彎距(應力)也不同[1]。
軸危險截面彎曲應力:
電動機軸σ1=Fl1/0.1d13;減速機軸σ2=Fl2/0.1d23
當l1≈l2時（見圖9）σ2/σ1=d13/d23。
如果取d2=1,d1=2,則σ2/σ1=8、應力差異巨大。
減速機斷軸計算案例：
已知：某減速器高速軸斷裂，其直徑d2=60mm,電機軸直徑d1=90mm,
則σ2/σ1=d13/d23=903/603=3.375。
因此，減速機軸總是斷裂的。
附加徑向力F的大小取決于電機和減速器的同軸度。這種同軸度對硬齒輪齒輪減速器軸的損壞非常敏感。在機械設計手冊中，彈性聯軸器一般規定不同軸的徑向位移Δy不得大于0.2～0.3mm。這可能適用于軟齒面減速器，但對于起重減速電機可能會稍大一些。而且大部分現場安裝都是現場安裝的。.使用者不注意這種不同的軸度，認為使用彈性聯軸器可以自動補償偏差，這是一個嚴重的錯誤判斷。
上述計算說明：由于減速軸比電機軸小得多，減速軸上的彎曲應力遠大于電機軸，減速軸不可避免地斷裂。
第四個原因：軸上聯軸器的徑向剛度
所謂聯軸器的徑向剛度是指彈性聯軸器的兩個聯軸器，產生每個單位的徑向位移Δy所需的徑向力。徑向剛度越大，產生徑向位移的徑向力越大，對旋轉軸強度的不良影響就越大。非金屬彈性元件柔性聯軸器，如彈性套筒柱銷聯軸器.梅花形彈性塊聯軸器.輪胎式聯軸器等，其徑向剛度較小，但其徑向剛度仍有差異。
一些制造質量差的聯軸器有很大的徑向剛度。當兩個軸不包含徑向位移時，軸上的額外徑向力很大，嚴重影響軸的強度。圖10所示的蛇形彈簧聯軸器就是一個例子。半聯軸器上的矩形直齒輪不利于徑向位移的調整。
旋轉零件的靜平衡或動平衡不好會使旋轉零件產生離心力，增加軸的附加應力，從而影響軸的強度。圖11顯示了半聯軸器-軸-減速器的配置關系，圖中半聯軸器的質量有點偏心。
由于離心力與旋轉零件的質量平方成正比，質量對離心力的影響很大。
用實際計算的例子來說明。
已知：減速機高速軸轉速為n=1500r/min。
假設：偏心距r=0.1mm;(如蛇形彈簧聯軸器).制動輪等。)質量m=50kg。產生的離心力
如果離心力的一半由減速機軸承受，軸上的徑向載荷也可達2056.5N。
由于離心力與旋轉零件的質量平方成正比，質量對離心力的影響很大。例如，其他條件不變，旋轉零件的質量m=70kg,則Q=8062N,也就是說，離心力幾乎翻了一番。離心力Q使軸產生額外的彎曲應力，影響軸的疲勞極限。
原因六：軸上聯軸器.制動器質量重力
減速器的高速軸上通常有聯軸器或制動器的制動輪。其重量對軟齒面減速器的高速軸強度影響不大，因為這種減速器的軸尺寸可以做得更大。但對于起重減速電機，由于高速軸上齒輪結構尺寸的限制，高速軸的尺寸和安全性能非常小，由于聯軸器或制動輪的質量重力可與上述離心力疊加，聯軸器或制動輪質量對高速軸強度的影響不容忽視。
例如：偏心距離r=0.1mm;高速軸上旋轉零件的質量m=50kg，離心力4113N。如果考慮旋轉零件質量產生的重力500N,兩者疊加可達4613N，相當于離心力增加了12%。可見，高速軸上旋轉零件質量產生的重力也會影響高速軸的強度。
