硬齿面减速机高速轴容易断裂的原因和预防

出产实践经验奉告，硬齿面减速机的高速轴很简单开裂，国内外减速机在运用中都有不少开裂的事例。本文论说减速机高速轴很简单开裂6方面的原因 ：键槽和过盈合作的应力集中、减速机装置运用中的问题、轴上联轴器径向刚度的影响、轴上旋转零部件的不平衡和质量重力的影响。在此剖析的基础上，提出预防轴开裂的7项改善办法。

开裂轴宏观断口的特征：
1）断口是疲惫断口，轴是疲惫开裂。
2）轴的开裂部位大部分正好坐落联轴器与轴过盈合作的边缘处。
3）最早的疲惫裂纹大都发生在平键键槽尖角处，或过渡圆角处。
4）轴的断口垂直于轴的轴线，基本上是一种高强度钢弯曲扭转型断口。
在正常的情况下，减速机高速轴一般仅承受转矩作用。对以往屡次断轴事例进行疲惫强度核算结果表明，疲惫强度安全系数一般可达2以上，高速轴应该是安全的，轴不或许开裂。经检查轴的资料、热处理质量也都符合技术要求。可是，高速轴仍是常常开裂，能够说是减速机的多发病了！

减速机高速轴为什么简单开裂？通过全面排查后得知其首要原因如下：
原因之一：键槽的应力集中
原因之二：联轴器同轴的过盈合作
原因之三：减速机的装置、运用方面的问题
硬齿面减速机设计中的一个老大难问题是电动机和减速机轴直径严重不匹配，减速机轴比电动机轴要细许多。一般，减速机轴直径d2是电动机轴d1的3/4～1/2左右，如果电动机轴和减速机轴同轴度很差，就会在联轴器上发生附加径向力。

附加径向力F的巨细，取决于电动机和减速机两轴的同轴度。此同轴度对硬齿面齿轮减速机轴的损害非常灵敏。在《机械设计手册》中，关于弹性联轴器一般规则减速机的装置不同轴的径向位移Δy不得大于0.2～0.3mm。这关于软齿面减速机或许是合适的，而对硬齿面减速机或许就偏大了。而大多数现场装置、运用人员并不重视此不同轴度，认为运用弹性联轴器能够主动补偿误差，这是严重的误判。上述核算表明：因为减速机轴比电动机轴要小得多，因而减速机轴上的弯曲应力要比电动机轴大许多，减速机轴发生开裂就是必然了。

原因之四：轴上联轴器的径向刚度
所谓联轴器的径向刚度是指弹性联轴器的两半联轴器的两轴，发生每单位径向位移Δy需求的径向力。径向刚度越大，发生径向位移的径向力越大，对连接轴强度不良影响就越大。非金属弹性元件挠性联轴器，如弹性套圈柱销联轴器、梅花形弹性块联轴器、轮胎式联轴器等，其径向刚度就较小，可是其径向刚度仍是有不同。
某些制作质量很差的联轴器，其径向刚度很大，当两轴不对中有径向位移时，轴上的附加径向力就很大，严重影响轴的强度。蛇形弹簧联轴器就是一例。半联轴器上的矩形直线齿廓就很不利于径向位移的调整。

原因之五：轴上旋转零件的不平衡
旋转零件的静平衡或动平衡欠好，将会使旋转零件发生离心力，增加了轴的附加应力，从而影响轴的强度。半联轴器——轴——减速机的装备关系，图中半联轴器质量有点偏疼。
旋转零件质量偏疼引发的离心力为
因为离心力与旋转零件的质量平方成正比，因而质量对离心力的影响特别大。
用实践核算比如来阐明。
因为离心力与旋转零件的质量平方成正比，因而质量对离心力的影响特别大。例如，其他条件不变，取旋转零件的质量m=70kg, 则Q=8062N,也就是离心力简直增加了一倍。离心力Q使轴发生附加弯曲应力，会影响轴的疲惫强度。

原因之六：轴上联轴器、制动器的质量重力
减速机高速轴上一般都有联轴器，或者制动器的制动轮，其自重关于软齿面减速机的高速轴的强度来说，影响并不大，因为这种减速机轴的尺度都能够做得比较大。可是，对硬齿面减速机来说，因为受高速轴上齿轮结构尺度的限制，高速轴的尺度和安全系数都比较小，再因为联轴器或制动轮的质量重力能够同上述的离心力叠加，在这种情况下，联轴器或制动轮的质量对高速轴强度的影响就不能够忽视了。

针对以上呈现的问题，可提出避免高速轴开裂的首要办法：
1）严格控制键槽的加工质量，特别是槽底的圆角半径 r，尽或许按标准取大值；没有圆角的键槽不能运用。
2）装置在高速轴上的联轴器、制动轮等，应通过静平衡或动平衡实验，避免过大的附加离心力。
3）尽量减轻联轴器、制动轮重量。
4）不能运用制作质量不符合技术要求的联轴器、制动器。
5）减速机和电动机的底座底面，最好选用通过加工的平面；调整垫片要平坦，最好有定位办法。
6）定期检查地脚螺栓是否有松动、开裂等，意图是为了避免设备工作一段时间后，电动机或减速机发生移动，破坏现已调整好的同轴度。
7）最重要的是控制减速机装置的同轴度，装置减速机时，应派遣掌握技术的专业人员，担任调整、检测电动机和减速机的同轴度。选用快速、简单、经济的激光对中装置，检测两轴的对中或许有好的作用。