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标题: 伺服减速机输出轴断裂实例分析 [打印本页]

作者: 121我与 时间: 2016-9-10 11:32
标题: 伺服减速机输出轴断裂实例分析
本帖最后由 121我与于 2016-9-10 11:59 编辑

PLN-90伺服减速机输出轴断裂，头一次碰见这种情况，希望必威体育网址大神指点迷津，谢谢。
情况是这样的，该伺服减速机的驱动伺服电机为安川SGMGV-20，1.8KW，传动方式是齿轮齿条，驱动总负载约有70KG,
在机台设备回原点时发现无动作，以为是驱动齿轮的胀紧套松动，经停机检查发现伺服减速机输出轴断裂，具体断裂位置见附图1，断裂轴的截面见附图2和3，在此说明的是，该机台是新设备，正在测试。
我第一次碰到这情况，经验不足，请各位大神帮分析分析
个人的愚见是觉得：
1、输出轴断裂位置正好是台阶圆弧处，可能是圆弧处存在应力集中，并且本身有很微细的裂纹或者毛刺，因此造成断裂
2、输出轴热处理达不到要求，属于脆断
欢迎大家拍砖，讨论，并且我很想了解各种情况下轴断裂的截面是怎么样的？谢谢
补充：
案例2：下面的图片是客户使用了3年后断裂的

作者: 鑫森淼炎垚 时间: 2016-9-10 11:48
轴质量的问题。

作者: muyemuye 时间: 2016-9-10 11:58
我也觉得轴质量有问题，感觉材料用的不对。图上显示没有发现塑性变形，直接断了。

作者: 121我与 时间: 2016-9-10 12:01

鑫森淼炎垚发表于 2016-9-10 11:48
轴质量的问题。

能否具体点呢？

作者: 121我与 时间: 2016-9-10 12:03

muyemuye 发表于 2016-9-10 11:58
我也觉得轴质量有问题，感觉材料用的不对。图上显示没有发现塑性变形，直接断了。

应该不会是用的材料不对吧？减速机是德国纽卡特的，但具体是不是原装进口就无法判断了，大侠，如果是塑性变形，是怎样的截面效果，请赐教？谢谢。

作者: 未来第一站 时间: 2016-9-10 12:41
1.检查齿轮，联轴器的损伤情况，可以初步判断是否装配不当造成的原因
2.有条件对轴断面做个材料性能分析
3.我个人认为（1.装配问题2.轴有本身缺陷）

作者: 121我与 时间: 2016-9-10 12:43

未来第一站发表于 2016-9-10 12:41
1.检查齿轮，联轴器的损伤情况，可以初步判断是否装配不当造成的原因
2.有条件对轴断面做个材料性能分析
...

齿轮与输出轴是张紧套连接，齿轮齿条完好，装配时已经打了径向跳动，在1丝以内

作者: 121我与 时间: 2016-9-10 12:44

未来第一站发表于 2016-9-10 12:41
1.检查齿轮，联轴器的损伤情况，可以初步判断是否装配不当造成的原因
2.有条件对轴断面做个材料性能分析
...

大侠，大家都说轴的问题，能否描述得更具体点呢？

作者: albert.tang 时间: 2016-9-10 12:50
从三维图上看，此处截面尺寸变化很大，且根部是直角，属于应力集中部位，可以用有限元分析一下此处应力情况，看一下留的裕量大不大。因为新的零件和使用3年的零件都有断裂的，可能设计结构有问题。

作者: 121我与 时间: 2016-9-10 12:59

albert.tang 发表于 2016-9-10 12:50
从三维图上看，此处截面尺寸变化很大，且根部是直角，属于应力集中部位，可以用有限元分析一下此处应力情况 ...

我贴图没贴完全，第一张是减速机3维模型，不是轴本身突变结构

作者: 121我与 时间: 2016-9-10 13:01

121我与发表于 2016-9-10 12:43
齿轮与输出轴是张紧套连接，齿轮齿条完好，装配时已经打了径向跳动，在1丝以内

齿条是两根半对接，对接间隙符合要求，无夹齿

作者: 鑫孚LY 时间: 2016-9-10 13:05
从断面形状看很像是轴的问题

作者: 121我与 时间: 2016-9-10 13:08

鑫孚LY 发表于 2016-9-10 13:05
从断面形状看很像是轴的问题

那是轴的热处理问题还是应力集中问题?哪个概率更大？

作者: 121我与 时间: 2016-9-10 13:11

121我与发表于 2016-9-10 12:59
我贴图没贴完全，第一张是减速机3维模型，不是轴本身突变结构

恩，同意，谢谢大侠，如果是负载过大扭断的话，它的截面又会是怎么样的呢？

作者: 淡然 时间: 2016-9-10 13:27
轴的直径是多大？按扭矩算一下，即使使用3年，也不应该断。如果装配没有问题，减速机的设计有问题。轴的直径，轴的材料和热处理可能不符合设计负载要求。

作者: 小小刘llt 时间: 2016-9-10 13:51
个人认为是负载过大或者是剧烈冲击的原因。

作者: 水秀天蓝 时间: 2016-9-10 13:53
轴伸太长，负载弯矩过大，断面是弯矩最大的地方，长时间导致疲劳损坏。

减少轴伸长度，或者增加支承。

作者: 121我与 时间: 2016-9-10 14:06

淡然发表于 2016-9-10 13:27
轴的直径是多大？按扭矩算一下，即使使用3年，也不应该断。如果装配没有问题，减速机的设计有问题。轴的直 ...

PLN-90，减速比i=5纽卡特样本给的参数如下：
1、输出轴直径=22mm，长度36mm；
2、寿命是20000h；
3、抗扭刚性=10Nm/arcmin
4、额定输出扭矩=140Nm；
5、最大扭矩=224Nm
6、急停扭矩=280Nm
7、轴径向力Fr=5500N

作者: 121我与 时间: 2016-9-10 14:19

小小刘llt 发表于 2016-9-10 13:51
个人认为是负载过大或者是剧烈冲击的原因。

驱动负载重量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，一般为0.8g，则
冲击力F=ma=70*9.8=686N
F=68.6+686=754.6N
再乘以个安全系数或者除以效率，取效率为0.9，则
F总=F/0.9=838.44N
驱动齿轮分度圆D=63.66mm,则
折算到减速机输出轴扭矩为：
T=838.44*63.66/2/1000/0.9=29.65Nm
不知对不对?

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

作者: 小小刘llt 时间: 2016-9-10 15:50

121我与发表于 2016-9-10 14:19
驱动负载重量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，一般为0.8g，则
冲击力 ...

楼主，你们公司内部找出原因了吗？

作者: Venerealulcer 时间: 2016-9-10 17:11
为什么不是选型不适合的原因呢？

作者: 小小刘llt 时间: 2016-9-12 09:53

121我与发表于 2016-9-10 14:19
驱动负载重量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，一般为0.8g，则
冲击力 ...

静等回音。

作者: 艾特姆_杨甜 时间: 2016-9-12 21:19
qq2457626877，不知道楼主你的马达有没有振动或者异响？齿轮与减速机的同心度检测过，齿轮与齿条的垂直度松紧度有调节吗？

作者: wfr4094 时间: 2017-4-1 13:28
这种轴式安装的方式基本不用了，用几年后断轴是常见现象，我个人估计是疲劳断裂，类似于一根铁丝，来回扭，总会有一下直接断裂，断面整齐。

作者: 大立水_zkBQ7 时间: 2017-4-5 12:23
零件设计有间隙！磨损过大！

作者: 只有快乐 时间: 2017-4-5 13:33
我们公司也出现过这个问题，断轴跟倒角有一定关系，但不是全部

作者: 起个名很难啊 时间: 2017-4-5 16:07
会不会安装有问题，使轴承受了径向力

作者: 起个名很难啊 时间: 2017-4-5 16:09

小小刘llt 发表于 2016-9-10 13:51
个人认为是负载过大或者是剧烈冲击的原因。

负载过大减速机内会打齿，轴受力应该大于轮齿

作者: cuger 时间: 2017-4-12 14:57
结果出来没，是材料，热处理还是倒角引起的呢？？

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