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FU系列刮板输送机用减速机断轴分析
 


  刮板输送机在使用过程时会遇到某些驱动减速机的高速轴断轴的情况,给用户的安全生产造成一定的影响。断轴时通常发生在高速轴端,而输出轴却很少断轴,而且大多是垂直轴布置的减速机。严重时会发生在几条链式输送机上陆续断轴或同一链式输送机上几台减速机陆续断轴的现象,这种情况一般发生在所有断轴的减速机是同一个供货商的情况下。断轴的断裂处的茬口一般比较整齐,断面一般垂直于轴的长度方向。在井下大功率的输送机上发生断轴的情况较多。下面就FU系列刮板输送机断轴的机理和处理方法做一简要分析。

1 断轴的外部因素

  (1)所选减速机的承载能力不够。刮板输送机的驱动减速机选择不当,安全系数较小,当刮板输送机的实际使用功率超过减速机的承载能力后,在一定时间内运行就可能会使驱动减速机的高速轴由于强度低而发生断轴;
  (2)制动轮和联轴器的动平衡不好。在电机轴和减速机轴之间通常安装带制动轮的液力偶合器或其他形式的联轴器,当制动轮和联轴器的动平衡不好、偏心严重时会使联轴器运转时产生较大的振动。当振动载荷达到一定程度时,使减速机高速轴上产生较大应力,从而发生断裂;
  (3)安装的同心度的偏差过大。在安装高速端的液力偶合器和制动轮时,应当认真仔细地调整减速机轴和电机轴之间的同心度,包括高度方向和角偏差。如果偏差过大,在运行时会使减速器高速轴增加径向载荷,加大轴上的弯矩,同时偶合器和制动轮产生过大的震动,长期运转会发生断轴现象;(4)减速机本身的固定程度导致高速轴断轴。驱动装置需要经常检查紧固件的紧固程度,通常由于振动等外在因素,导致驱动装置连接件松动,如不及时紧固,也可能会发生断轴。

2 断轴的内在因素

  (1)减速机设计时轴断裂处应力过大。有些减速机轴直径变化太大,结构设计上不合理,存在较大应力;
  (2)减速机高速轴处轴肩处过渡圆角较小,使应力集中,严重时发生疲劳破坏;
  (3)减速机为垂直轴形式,第一级高速轴为伞齿轮轴,在伞齿轮支承轴承处过渡轴肩处出现较严重的应力集中而发生疲劳破坏;
  (4)减速机为硬齿面减速机,减速机高速轴直径较细,虽然计算强度时通过,但因为轴本身很细,同样在轴直径变化处应力集中严重并发生疲劳破坏,而且联轴器、制动器自身的重力,高速轴的扭转应力以及安装过程中的偏差而产生的附加径向力相互叠加,比较集中地作用在悬臂较长、直径较小的减速器高速轴上,当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;
  (5)高速轴的热处理质量不合格,硬度分布不均匀,存在较大组织应力;
  (6)高速轴的材料选用不当。

3 避免和减少输送机轴断轴的方法和措施

  (1)减速机的选型应有安全裕度。减速机应有一定的安全系数,应根据电机功率,按照减速机厂家提供的选型办法对减速机的额定功率、额定输出扭矩、热容量等进行校核,满足使用要求或咨询减速机厂家。其额定功率一般应不小于电机功率的1.5倍;
  (2)安装和维修时注意调整电动机和减速机的同心度,使其达到常规的要求。电动机和减速机之间保持较高的同心度,能保证驱动装置稳定正常地运行。当两轴不同心时,电机与减速器之间的联轴器或带制动轮的联轴器处会发出异常响声,往往也伴有与电机转动频率相同的振动;
  (3)当安装空间允许时,尽量使用平行轴的减速机,而不使用垂直轴的减速机;
  (4)设法减少或控制液力偶合器和制动轮的不平衡力矩的大小;
  (5)做好日常检查,对电机、减速器紧固螺栓经常检查,一旦发现松动,应立即紧固。对高低速轴的联轴器也应经常检查,检查其同轴度是否满足要求。如不满足,对高低方向的误差可通过加减垫片的方法处理,对前后方向或端面不平行的误差可通过调整电机、减速器四个角上的顶丝来处理。对减速器应经常检查润滑油位,一般应在油位尺的上下刻度线中间。减速器高速轴由于转速高,更应有良好的润滑。使用中也发生过因缺油造成高速轴或轴承损坏的情况。

  通过上述方法基本上可以找到或解决刮板输送机的驱动减速机高速轴的断轴问题。在工作频繁的皮带运输机系统中应当适当配备必要的减速机备品备件,以便及时更换,以避免影响正常生产。

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