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减速机断轴原因分析

发表时间: 2021-09-06 09:15:22

作者: 浙江塞纳德动力科技有限公司

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减速机断轴原因分析

一.不同心出现的断轴问题

有些用户在设备运行一段时间后,会损坏驱动电机的输出轴。为什么驱动电机的输出轴扭掉了?

当我们仔细观察驱动电机断裂的输出轴的横截面时,我们会发现横截面的外环更亮,而横截面的颜色朝向轴线更暗。最后,轴上有断裂的痕迹(点状痕迹)。这种现象主要是由于装配过程中驱动电机与减速机之间的错位造成的。

当驱动电机与减速机之间的装配同心度得到很好的保证时,驱动电机的输出轴只承受转动力(扭矩),运行平稳,无脉冲运动。在非对中的情况下,驱动电机的输出轴也承受来自减速机/输入端的径向力(弯矩)。径向力将迫使驱动电机的输出轴弯曲,弯曲方向将随着输出轴的旋转而改变。如果同心度误差较大,径向力会使电机输出轴局部温度升高,其金属结构不断被破坏,最终导致驱动电机输出轴因局部疲劳而断裂。

同心度误差越大,驱动电机输出轴断裂的时间越短。当驱动电机的输出轴断裂时,减速机的输入端也将承受来自驱动电机输出轴的径向力。如果这个径向力超过了减速机的输入端所能承受的最大径向载荷,其结果也会导致减速器的输入端变形甚至断裂或者输入端的支撑轴承损坏。因此,在装配过程中保证同心度非常重要。

根据装配工艺分析,如果驱动电机轴与减速机输入端同心,驱动电机轴面与减速机输入端孔面会非常一致,两者接触面紧密贴合,没有径向力和变形空间。装配时,如果接触面不同心,接触面之间会有间隙或缝隙,会存在径向力,为变形提供空间。

同样,减速机的输出轴断裂或弯曲,其原因与驱动电机的轴断裂相同。但是减速机的输出是驱动电机输出和减速比的乘积,比电机大,所以减速机的输出轴更容易断裂。所以在使用减速机,用户在组装其输出端时更要注意同心度的保证!

二.减速机输出太小导致断轴

如果减速机的输出轴而不是驱动电机轴断裂,除了减速机的输出端同心度差之外,还有以下可能的原因:

首先,错误的类型选择导致减速机的输出不足。有些用户误认为只要减速机的额定输出扭矩满足工作要求,就不是。首先将指定驱动电机的额定输出转矩乘以速比,得到的值原则上小于减速机产品样本提供的对应额定输出转矩;二是还要考虑其驱动电机的过载能力和实际应用中所需的最大工作扭矩。理论上,用户要求的最大工作扭矩必须小于减速机额定输出扭矩的两倍。特别是一些应用场合必须严格遵守这一准则,这不仅是为了保护减速机的内齿轮和轴系,也是为了防止减速机/的输出轴扭断。

如果不考虑这些因素,一旦设备安装出现问题,减速机的输出轴被负载卡住,驱动电机的过载能力将继续增加其输出,直到减速机的输出轴所承受的力超过其最大输出扭矩,轴就会扭断。如果减速机的额定输出扭矩有一定的裕度,将避免扭断输出轴。

其次,在加减速过程中,如果减速机的输出轴承受的瞬时冲击扭矩超过其额定输出扭矩的两倍,并且加减速过于频繁,则最终会使减速机的轴断裂。如果发生这种情况,应仔细计算并考虑增加扭矩余量。

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