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输送机配套减速器断轴原因及解决方法

发布时间:2014-11-5 10:22:51  来源:输送机http://www.yuyin.sh.cn   作者:上海昱音机械

  近年来,随着输送机技术的不断发展,作为输送设备中最常见的皮带输送机也随着机组容量的增大和机械制造水平的提高,向大功率长距离的方向发展。但由于功率与负荷的不断增大,输送机配套使用的减速器的断轴故障时有发生,成为较为普遍的问题,严重影响了生产。
  1、断轴原因
  输送机传动系统最常见的断轴故障发生在减速器第一级垂直伞齿轮轴的高速轴上。引起断轴的原因主要有以下几个方面。
  (1)减速器高速轴设计强度不够。选用的轴功率比实际轴功率小,造成减速器选型过小。这种情况的断轴一般发生在轴肩处。由于此处有过渡圆角,极易发生疲劳损坏,如圆角过小会使减速器在较短的时间内断轴,断轴后的断口通常比较平齐。此时应当更换减速器或修改减速器的设计。
  (2)高速轴不同心。电机轴与减速器高速轴不同心时,会使减速器输入轴增加径向载荷,加大轴上的弯矩,长期运转会发生断轴现象。在安装与维修时,应仔细调整其位置,在减速器找正后,利用适当的加载使之与主轴联轴节中心完全重合,然后连接联轴节,保证两轴同心。但由于联轴节轴向误差的存在,往往在连接过程中破坏了原来的安装精度,使减速器的振摆超差,从而造成高速轴疲劳破坏。联轴节两轴不同心时,电机与减速器之间的联轴节或带制动轮的联轴节处会发出异常噪声,往往也伴有与电机转动频率相同的振动。
  (3)液力偶合器安装方式不正确。输送机传动系统通常采用电机—液力偶合器—减速器连接方式。但液力偶合器安装方式尤为重要。若传动链中电机、液力偶合器、减速器的安装方式如图1所示,减速器容易发生断轴。

输送机液力偶合器安装示意
图1  输送机液力偶合器安装示意

  采用图1安装方式时,液力偶合器自身的重力,以及安装过程中的偏差而产生的附加径向力Q比较集中地作用在悬臂较长、直径较小的减速器轴的危险断面上。电机的输出轴虽然较粗, 但其仅承担了极少的附加径向力。由于两者的直径不同,所能承受的弯曲应力也不同(应力与d3成反比)。如果附加力Q到危险断面减速器轴的距离比到危险断面电机轴的距离长,附加径向作用力分配的不合理,造成高速轴的扭转应力和附加弯曲应力的累加,其弯扭组合应力超出轴自身设计的安全应力许用范围,必然造成断轴。
  2、解决方法
  输送机配套减速器一般具有质量小、承载能力高、体积小、驱动装置占地面积小、效率高、使用寿命长等优点,且现阶段设计制造的皮带输送机配套减速器基本为硬齿面。对于运行中出现的断轴现象,根据前述分析,可考虑从以下几方面加以解决。
  (1)由减速器制造厂将减速器轴径加粗,使其强度能承受各种附加载荷,如高速轴不同心引起的径向载荷与弯载,并提高其抗疲劳能力。
  (2)当发生高速轴不同心的情况时,应及时调整电机、减速器的位置,避免减速器输入轴断裂。
  (3)设计时,偶合器的重力不由减速器输入轴承受,而主要由电动机承受,或偶合器自身带有支撑结构。偶合器的启动过载系数可以选为1.3~1.7,以满足皮带输送机的要求。
  (4)将液力偶合器用来补偿安装误差的弹性联轴节装置在减速器一侧。此时,由液力偶合器自重和安装误差形成的附加径向力主要作用在较粗的电机轴上,调整了弯曲应力的分布,可以大大改善减速器高速轴的受力状态,避免断轴事故的发生。
  此外,此类重型输送设备的驱动部应水平安装。因为倾斜安装时电机运行所产生的向下串量和推力要比水平安装时大,因而作用在减速器高速轴上的串量和推力也大,使减速器高速轴受力增大,也是输送机配套减速器断轴的重要原因。



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