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盤式行星減速機(jī)齒輪斷裂原因

行業(yè)新聞|2022-10-18| 深圳維動(dòng)自動(dòng)化


行星減速機(jī)是一種由軸承、行星齒輪架等部件組成的一種減速設(shè)備,因其工作方式原理是齒輪之間互相嚙合傳動(dòng),達(dá)到增扭,輸出更大力矩,在實(shí)際運(yùn)用中行業(yè)十分廣泛,但是在我們運(yùn)用的過程中,常常由于遇到一些問題導(dǎo)致機(jī)器工作失效,給我們帶來了許多的費(fèi)事,下面就來介紹下盤式行星減速機(jī)出現(xiàn)磨損的原因相關(guān)知識


齒輪斷裂的因素很多。減速機(jī)輪齒斷裂的截面形狀一般是不對稱的,輪齒斷裂多發(fā)生在輪根位置,其形狀類似于疲勞裂紋斷裂。在斷口處可以清晰地觀察到疲勞源、光滑或貝殼狀的疲勞裂紋發(fā)展區(qū)和粗糙的瞬時(shí)斷裂區(qū)。齒輪斷裂的發(fā)生具有隨機(jī)性,多由缺陷或頻繁的殘余應(yīng)力引起,如果減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中存在夾雜物、輕微磨損裂紋或齒輪熱處理不合理,也會(huì)導(dǎo)致減速機(jī)齒輪局部斷裂。因此,相關(guān)人員應(yīng)分析斷口形貌和位置,找出齒輪斷裂的真正原因,以便結(jié)合原因進(jìn)行有針對性的維修和保養(yǎng)。

盤式行星減速機(jī)齒輪斷裂原因.jpg

一、不同心出現(xiàn)的斷軸問題


當(dāng)伺服電機(jī)和減速機(jī)間設(shè)備同心度保證得較好時(shí),伺服電機(jī)輸出軸所承受的僅僅是滾動(dòng)力(扭矩),運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也會(huì)很平順。而在不同心時(shí),伺服電機(jī)輸出軸還要承受來自于行星減速機(jī)輸入端的徑向力(彎矩)。這個(gè)徑向力的效果將會(huì)使伺服電機(jī)輸出軸被逼彎曲,并且彎曲的方向會(huì)跟著輸出軸滾動(dòng)不斷改變。

從設(shè)備工藝上分析,假設(shè)伺服電機(jī)軸和行星減速機(jī)輸入端同心,那么伺服電機(jī)軸面和行星減速機(jī)輸入端孔面間就會(huì)很符合,它們的接觸面緊緊相貼,沒有徑向力和變形空間。而設(shè)備時(shí)假設(shè)不同心,那么接觸面之間就會(huì)不符合或有空地,就有徑向力并給變形供給了空間。

相同,伺服減速機(jī)的輸出軸也有折斷或彎曲現(xiàn)象產(chǎn)生,其原因與伺服電機(jī)的斷軸原因相同。但伺服減速機(jī)的出力是伺服電機(jī)出力和減速比之積,相對于電機(jī)來講出力更大,故伺服減速機(jī)輸出軸更易被折斷。因而,用戶在使用減速機(jī)時(shí),對其輸出端設(shè)備時(shí)同心度的保證更應(yīng)十分注意!


二、減速機(jī)出力太小出現(xiàn)的斷軸問題

假設(shè)不是伺服電機(jī)軸斷,而是直角行星減速機(jī)的輸出軸折斷,除了行星減速機(jī)輸出端設(shè)備同心度欠好的原因以外,還會(huì)有以下幾點(diǎn)或許的原因。

首要,錯(cuò)誤的選型致使所配行星減速機(jī)出力不行。有些用戶在選型時(shí),誤認(rèn)為只需所選行星減速機(jī)的額定輸出扭矩滿足作業(yè)要求就可以了,其實(shí)不然。一是所配伺服電機(jī)額定輸出扭矩乘上速比,得到的數(shù)值原則上要小于減速機(jī)產(chǎn)品樣本供給的相應(yīng)額定輸出扭矩;二是一同還要考慮其伺服電機(jī)的過載才能及實(shí)踐使用中所需最大作業(yè)扭矩。理論上,用戶所需最大作業(yè)扭矩一定要小于減速機(jī)額定輸出扭矩的 2 倍。尤其是有些使用場合必須嚴(yán)格遵守這一準(zhǔn)則,這不僅是對伺服減速機(jī)內(nèi)部齒輪和軸系的維護(hù),更首要的是避免減速機(jī)的輸出軸被扭斷。


從行星減速機(jī)中齒輪軸的受力分析可以看出,齒輪軸在運(yùn)行中承受較大的扭矩和彎矩,扭矩產(chǎn)生應(yīng)力,彎矩對軸產(chǎn)生正應(yīng)力。這些應(yīng)力在軸的運(yùn)行過程中是不斷變化的,屬于對稱循環(huán)交變應(yīng)力,還有附加動(dòng)載荷。如果遇到振動(dòng)、過載、突然啟動(dòng)和制動(dòng)以及反復(fù)的重載沖擊,軸很容易開裂和斷裂。


1.中度磨損:這種類型的接觸模式表明金屬在齒根區(qū)域受到影響。潤滑不足通常會(huì)導(dǎo)致齒輪磨損,但也可能是由于潤滑中的污染。


2.過度磨損:這種磨損一直是個(gè)問題,直到表面上的大量材料受到影響。你可能會(huì)在表面看到過度磨損的痕跡,這通常是由于沒有及早看到第一次磨損造成的,而且還會(huì)繼續(xù)發(fā)展。


3.磨損:在出現(xiàn)磨損跡象的齒輪中,可能會(huì)出現(xiàn)徑向劃痕、凹槽或其他標(biāo)識,表明接觸是一個(gè)問題。磨料磨損最常見的原因之一是潤滑中的異物。這個(gè)問題可能包括金屬碎片、鐵銹、沙子或軸承或齒輪系統(tǒng)的焊接飛濺物。在過濾器清潔系統(tǒng)之前,這在新系統(tǒng)中是常見的。


4.腐蝕磨損:齒輪表面會(huì)因化學(xué)作用而變質(zhì),如酸、添加劑或潤滑油中的水分。隨著油的分解,潤滑劑中的化學(xué)物質(zhì)會(huì)腐蝕表面。它經(jīng)常在兩個(gè)表面上產(chǎn)生均勻而細(xì)微的點(diǎn)蝕。


5.結(jié)霜:這個(gè)問題通常發(fā)生在驅(qū)動(dòng)裝置的根部區(qū)域。磨損圖案呈現(xiàn)磨砂外觀,表面有許多凹坑。當(dāng)潤滑膜受熱分解時(shí),結(jié)霜是一個(gè)常見問題。


6.剝落:雖然它類似于嚴(yán)重的點(diǎn)蝕,但凹坑往往較淺且直徑較大。此外,顯示剝落的區(qū)域不一定是均勻的。當(dāng)存在高接觸應(yīng)力時(shí),這是一個(gè)常見問題。


7.點(diǎn)蝕:點(diǎn)蝕問題可以標(biāo)記為初始,即表面出現(xiàn)小的破壞性凹坑,這些凹坑的直徑較大。最初的點(diǎn)蝕可能是齒輪沒有正確裝配在一起的問題。破壞性點(diǎn)蝕通常是表面過載的問題。


8.折斷:整顆齒可能脫落。它通常會(huì)留下疲勞集中導(dǎo)致斷裂的證據(jù),這是由許多問題引起的,包括高應(yīng)力或過度的齒負(fù)荷。


一般來說,對于齒輪損壞的問題,應(yīng)該在故障原因明確的前提下進(jìn)行維修。一方面,要改善齒輪傳動(dòng)的環(huán)境條件,減少齒輪加工或配合的缺陷,傳動(dòng)過程中雜質(zhì)過多,通過提高齒輪加工的精度和表面質(zhì)量,減少傳動(dòng)過程中的應(yīng)力集中。另一方面,考慮選擇質(zhì)量更好的材料更換損壞的齒輪或采用更合理的熱處理工藝,提高齒輪齒加工后的內(nèi)應(yīng)力、表面硬度和韌性,從而提高齒輪的抗斷裂能力。


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