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为何行星减速机会出现断轴问题

作者:上海巨松  |  点击:131 次  |  时间:2019-09-26

    一、不同心出现的断轴问题

    有的用户在设备运行一段时间后,伺服电机的输出轴断了。为什么伺服电机的输出轴会扭断?当我们仔细观查伺服电机折断的输出轴横断面,会发现横断面的外圈较明亮,而越向轴心处断面颜色越暗,最后到轴心处是折断的痕迹(点状痕)。这一现象大多是伺服电机与行星减速机装配时两者的不同心所致。

    当伺服电机和减速机间装配同心度保证得较好时,伺服电机输出轴所承受的仅仅是转动力(扭矩),运转时也会很平顺,没有脉动感。而在不同心时,伺服电机输出轴还要承受来自于行星减速机输入端的径向力(弯矩)。这个径向力的作用将会使伺服电机输出轴被迫弯曲,而且弯曲的方向会随着输出轴转动不断变化。如果同心度的误差较大时,该径向力使伺服电机输出轴局部温度升高,其金属结构不断被破坏,最终将导致驱动电机输出轴因局部疲劳而折断。

    两者同心度的误差越大时,伺服电机输出轴折断的时间越短。在伺服电机输出轴折断的同时,行星减速机输入端同样也会承受来自于伺服电机输出轴方面的径向力,如果这个径向力超出行星减速机输入端所能承受的最大径向负荷的话,其结果也将导致行星减速器输入端产生变形甚至断裂或输入端支撑轴承损坏。因此,在装配时保证同心度至关重要。

    从装配工艺上分析,如果伺服电机轴和行星减速机输入端同心,那么伺服电机轴面和行星减速机输入端孔面间就会很吻合,它们的接触面紧紧相贴,没有径向力和变形空间。而装配时如果不同心,那么接触面之间就会不吻合或有间隙,就有径向力并给变形提供了空间。

    同样,伺服减速机的输出轴也有折断或弯曲现象发生,其原因与伺服电机的断轴原因相同。但伺服减速机的出力是伺服电机出力和减速比之积,相对于电机来讲出力更大,故伺服减速机输出轴更易被折断。因此,用户在使用减速机时,对其输出端装配时同心度的保证更应十分注意!

    二、减速机出力太小出现的断轴问题

    如果不是伺服电机轴断,而是行星减速机的输出轴折断,除了行星减速机输出端装配同心度不好的原因以外,还会有以下几点可能的原因。

    首先,错误的选型致使所配行星减速机出力不够。有些用户在选型时,误认为只要所选行星减速机的额定输出扭矩满足工作要求就可以了,其实不然。一是所配伺服电机额定输出扭矩乘上速比,得到的数值原则上要小于减速机产品样本提供的相应额定输出扭矩;二是同时还要考虑其伺服电机的过载能力及实际应用中所需最大工作扭矩。理论上,用户所需最大工作扭矩一定要小于减速机额定输出扭2倍。尤其是有些应用场合必须严格遵守这一准则,这不仅是对伺服减速机内部齿轮和轴系的保护,更主要的是避免减速机的输出轴被扭断。

    如果没有考虑到这些因素,一旦设备安装有问题,伺服减速机的输出轴被负载卡住,这时伺服电机的过载能力依然会使其不断加大出力,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。如果减速机额定输出扭矩有一定的裕量,那么扭断输出轴的槽糕情况就会避免。

    其次,在加速和减速的过程中,减速机输出轴所承受瞬间的冲击扭矩如果超过了其额定输出扭矩的2倍,并且这种加速和减速又过于频繁,那么最终也会使减速机断轴。如果有这种情况出现,应仔细计算考虑加大扭矩裕量。



上海巨松电器机电有限公司

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