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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 伺服減速機(jī)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(biāo)題: 伺服減速機(jī)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(jī)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(jī)的驅(qū)動伺服電機(jī)為安川SGMGV-20,，1.8KW,，傳動方式是齒輪齒條，驅(qū)動總負(fù)載約有70KG,
在機(jī)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(jī)檢查發(fā)現(xiàn)伺服減速機(jī)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(jī)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(yīng)力集中,，并且本身有很微細(xì)的裂紋或者毛刺,，因此造成斷裂
2、輸出軸熱處理達(dá)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(bǔ)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(yīng)該不會是用的材料不對吧？減速機(jī)是德國紐卡特的,，但具體是不是原裝進(jìn)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(dāng)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(rèn)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(dāng)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(dāng)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(yīng)力集中部位,，可以用有限元分析一下此處應(yīng)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(yīng)力集中部位,，可以用有限元分析一下此處應(yīng)力情況 ...

我貼圖沒貼完全,，第一張是減速機(jī)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(yīng)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(jī)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(fù)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(yīng)該斷,。如果裝配沒有問題，減速機(jī)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(fù)載要求。

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

作者: 水秀天藍(lán) 時間: 2016-9-10 13:53
軸伸太長,，負(fù)載彎矩過大，斷面是彎矩最大的地方,，長時間導(dǎo)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(yīng)該斷,。如果裝配沒有問題，減速機(jī)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(rèn)為是負(fù)載過大或者是劇烈沖擊的原因,。

驅(qū)動負(fù)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(jī)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(fù)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(fù)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(dá)有沒有振動或者異響？齒輪與減速機(jī)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(rèn)為是負(fù)載過大或者是劇烈沖擊的原因,。

負(fù)載過大減速機(jī)內(nèi)會打齒，軸受力應(yīng)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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