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機械社區(qū)

標題: 伺服減速機輸出軸斷裂實例分析 [打印本頁]

作者: 121我與 時間: 2016-9-10 11:32
標題: 伺服減速機輸出軸斷裂實例分析
本帖最后由 121我與于 2016-9-10 11:59 編輯

PLN-90伺服減速機輸出軸斷裂，頭一次碰見這種情況，希望社區(qū)大神指點迷津，謝謝。
情況是這樣的，該伺服減速機的驅(qū)動伺服電機為安川SGMGV-20，1.8KW，傳動方式是齒輪齒條，驅(qū)動總負載約有70KG,
在機臺設(shè)備回原點時發(fā)現(xiàn)無動作，以為是驅(qū)動齒輪的脹緊套松動，經(jīng)停機檢查發(fā)現(xiàn)伺服減速機輸出軸斷裂，具體斷裂位置見附圖1，斷裂軸的截面見附圖2和3，在此說明的是，該機臺是新設(shè)備，正在測試。
我第一次碰到這情況，經(jīng)驗不足，請各位大神幫分析分析
個人的愚見是覺得：
1、輸出軸斷裂位置正好是臺階圓弧處，可能是圓弧處存在應力集中，并且本身有很微細的裂紋或者毛刺，因此造成斷裂
2、輸出軸熱處理達不到要求，屬于脆斷
歡迎大家拍磚，討論，并且我很想了解各種情況下軸斷裂的截面是怎么樣的？謝謝
補充：
案例2：下面的圖片是客戶使用了3年后斷裂的

作者: 鑫森淼炎垚 時間: 2016-9-10 11:48
軸質(zhì)量的問題。

作者: muyemuye 時間: 2016-9-10 11:58
我也覺得軸質(zhì)量有問題，感覺材料用的不對。圖上顯示沒有發(fā)現(xiàn)塑性變形，直接斷了。

作者: 121我與 時間: 2016-9-10 12:01

鑫森淼炎垚發(fā)表于 2016-9-10 11:48
軸質(zhì)量的問題。

能否具體點呢？

作者: 121我與 時間: 2016-9-10 12:03

muyemuye 發(fā)表于 2016-9-10 11:58
我也覺得軸質(zhì)量有問題，感覺材料用的不對。圖上顯示沒有發(fā)現(xiàn)塑性變形，直接斷了。

應該不會是用的材料不對吧？減速機是德國紐卡特的，但具體是不是原裝進口就無法判斷了，大俠，如果是塑性變形，是怎樣的截面效果，請賜教？謝謝。

作者: 未來第一站 時間: 2016-9-10 12:41
1.檢查齒輪，聯(lián)軸器的損傷情況，可以初步判斷是否裝配不當造成的原因
2.有條件對軸斷面做個材料性能分析
3.我個人認為（1.裝配問題2.軸有本身缺陷）

作者: 121我與 時間: 2016-9-10 12:43

未來第一站發(fā)表于 2016-9-10 12:41
1.檢查齒輪，聯(lián)軸器的損傷情況，可以初步判斷是否裝配不當造成的原因
2.有條件對軸斷面做個材料性能分析
...

齒輪與輸出軸是張緊套連接，齒輪齒條完好，裝配時已經(jīng)打了徑向跳動，在1絲以內(nèi)

作者: 121我與 時間: 2016-9-10 12:44

未來第一站發(fā)表于 2016-9-10 12:41
1.檢查齒輪，聯(lián)軸器的損傷情況，可以初步判斷是否裝配不當造成的原因
2.有條件對軸斷面做個材料性能分析
...

大俠，大家都說軸的問題，能否描述得更具體點呢？

作者: albert.tang 時間: 2016-9-10 12:50
從三維圖上看，此處截面尺寸變化很大，且根部是直角，屬于應力集中部位，可以用有限元分析一下此處應力情況，看一下留的裕量大不大。因為新的零件和使用3年的零件都有斷裂的，可能設(shè)計結(jié)構(gòu)有問題。

作者: 121我與 時間: 2016-9-10 12:59

albert.tang 發(fā)表于 2016-9-10 12:50
從三維圖上看，此處截面尺寸變化很大，且根部是直角，屬于應力集中部位，可以用有限元分析一下此處應力情況 ...

我貼圖沒貼完全，第一張是減速機3維模型，不是軸本身突變結(jié)構(gòu)

作者: 121我與 時間: 2016-9-10 13:01

121我與發(fā)表于 2016-9-10 12:43
齒輪與輸出軸是張緊套連接，齒輪齒條完好，裝配時已經(jīng)打了徑向跳動，在1絲以內(nèi)

齒條是兩根半對接，對接間隙符合要求，無夾齒

作者: 鑫孚LY 時間: 2016-9-10 13:05
從斷面形狀看很像是軸的問題

作者: 121我與 時間: 2016-9-10 13:08

鑫孚LY 發(fā)表于 2016-9-10 13:05
從斷面形狀看很像是軸的問題

那是軸的熱處理問題還是應力集中問題?哪個概率更大？

作者: 121我與 時間: 2016-9-10 13:11

121我與發(fā)表于 2016-9-10 12:59
我貼圖沒貼完全，第一張是減速機3維模型，不是軸本身突變結(jié)構(gòu)

恩，同意，謝謝大俠，如果是負載過大扭斷的話，它的截面又會是怎么樣的呢？

作者: 淡然 時間: 2016-9-10 13:27
軸的直徑是多大？按扭矩算一下，即使使用3年，也不應該斷。如果裝配沒有問題，減速機的設(shè)計有問題。軸的直徑，軸的材料和熱處理可能不符合設(shè)計負載要求。

作者: 小小劉llt 時間: 2016-9-10 13:51
個人認為是負載過大或者是劇烈沖擊的原因。

作者: 水秀天藍 時間: 2016-9-10 13:53
軸伸太長，負載彎矩過大，斷面是彎矩最大的地方，長時間導致疲勞損壞。

減少軸伸長度，或者增加支承。

作者: 121我與 時間: 2016-9-10 14:06

淡然發(fā)表于 2016-9-10 13:27
軸的直徑是多大？按扭矩算一下，即使使用3年，也不應該斷。如果裝配沒有問題，減速機的設(shè)計有問題。軸的直 ...

PLN-90，減速比i=5紐卡特樣本給的參數(shù)如下：
1、輸出軸直徑=22mm，長度36mm；
2、壽命是20000h；
3、抗扭剛性=10Nm/arcmin
4、額定輸出扭矩=140Nm；
5、最大扭矩=224Nm
6、急停扭矩=280Nm
7、軸徑向力Fr=5500N

作者: 121我與 時間: 2016-9-10 14:19

小小劉llt 發(fā)表于 2016-9-10 13:51
個人認為是負載過大或者是劇烈沖擊的原因。

驅(qū)動負載重量m=70KG,u取0.1算，摩擦力F=umg=0.1*70*9.8=68.6N，加速度a=g，最大，一般為0.8g，則
沖擊力F=ma=70*9.8=686N
F=68.6+686=754.6N
再乘以個安全系數(shù)或者除以效率，取效率為0.9，則
F總=F/0.9=838.44N
驅(qū)動齒輪分度圓D=63.66mm,則
折算到減速機輸出軸扭矩為：
T=838.44*63.66/2/1000/0.9=29.65Nm
不知對不對?

作者: WUHANLIST 時間: 2016-9-10 14:56
扣扣4402198

作者: 小小劉llt 時間: 2016-9-10 15:50

121我與發(fā)表于 2016-9-10 14:19
驅(qū)動負載重量m=70KG,u取0.1算，摩擦力F=umg=0.1*70*9.8=68.6N，加速度a=g，最大，一般為0.8g，則
沖擊力 ...

樓主，你們公司內(nèi)部找出原因了嗎？

作者: Venerealulcer 時間: 2016-9-10 17:11
為什么不是選型不適合的原因呢？

作者: 小小劉llt 時間: 2016-9-12 09:53

121我與發(fā)表于 2016-9-10 14:19
驅(qū)動負載重量m=70KG,u取0.1算，摩擦力F=umg=0.1*70*9.8=68.6N，加速度a=g，最大，一般為0.8g，則
沖擊力 ...

靜等回音。

作者: 艾特姆_楊甜 時間: 2016-9-12 21:19
qq2457626877，不知道樓主你的馬達有沒有振動或者異響？齒輪與減速機的同心度檢測過，齒輪與齒條的垂直度松緊度有調(diào)節(jié)嗎？

作者: wfr4094 時間: 2017-4-1 13:28
這種軸式安裝的方式基本不用了，用幾年后斷軸是常見現(xiàn)象，我個人估計是疲勞斷裂，類似于一根鐵絲，來回扭，總會有一下直接斷裂，斷面整齊。

作者: 大立水_zkBQ7 時間: 2017-4-5 12:23
零件設(shè)計有間隙！磨損過大！

作者: 只有快樂 時間: 2017-4-5 13:33
我們公司也出現(xiàn)過這個問題，斷軸跟倒角有一定關(guān)系，但不是全部

作者: 起個名很難啊 時間: 2017-4-5 16:07
會不會安裝有問題，使軸承受了徑向力

作者: 起個名很難啊 時間: 2017-4-5 16:09

小小劉llt 發(fā)表于 2016-9-10 13:51
個人認為是負載過大或者是劇烈沖擊的原因。

負載過大減速機內(nèi)會打齒，軸受力應該大于輪齒

作者: cuger 時間: 2017-4-12 14:57
結(jié)果出來沒，是材料，熱處理還是倒角引起的呢？？

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