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機械社區

標題: 請教，驅動軸斷裂問題 [打印本頁]
作者: 確認進度    時間: 2020-5-7 11:00
標題: 請教，驅動軸斷裂問題
請教前輩們：
9 [% E% e. q  D: d" G
$ B/ p4 W8 B( T  @5 q$ i$ b6 L" p        斷裂的軸材質為40Cr，未熱處理；驅動軸為電機直連，整機在2500KG，驅動輪直徑200mm，表面包膠，軌道為P22輕軌
# c( f8 \8 c  q! [        運行過程中監測過電流，最大不超過額定電流的70%
1 m2 j- |8 r. G$ O+ z3 _5 }3 j* S; A2 |, R

/ w9 f6 n+ o3 ]- E[attach]502016[/attach][attach]502017[/attach][attach]502018[/attach]) u6 |/ W2 d/ i
作者: wryp    時間: 2020-5-7 11:02
40Cr如果不熱處理是浪費呀！
作者: 確認進度    時間: 2020-5-7 11:05
wryp 發表于 2020-5-7 11:02: k. H: q3 ^" o) a" H
40Cr如果不熱處理是浪費呀！

. a/ D6 F  P6 g0 Y0 U8 t$ E9 U之前就斷過一次，45鋼，調質發黑，同樣的位置斷裂（沒有R3圓角），應急用了未處理的40Cr，結果用了也就一個月，又斷了% M, U& a; |% O% h
作者: 裔然    時間: 2020-5-7 11:10
軸與負載的同軸度？能否加聯軸器？
作者: zhiquanfang    時間: 2020-5-7 11:11
40Cr不熱處理機械性能和45差不多，甚至不如45調質
作者: zhiquanfang    時間: 2020-5-7 11:14
裝配的不同軸導致材料疲勞也有可能，看斷裂的位置可能性很大
作者: 確認進度    時間: 2020-5-7 11:21
zhiquanfang 發表于 2020-5-7 11:118 {5 L. c  ~5 d. G
40Cr不熱處理機械性能和45差不多，甚至不如45調質

  V& m  k5 ~/ H# c來不及處理，就選了40Cr
2 R# y8 y, _# H- o% M1 [
作者: wn464574401    時間: 2020-5-7 11:28
這一段細的長度看著也太長了吧，而且直連安裝稍微有點不同軸這個力就給你放大了
作者: 確認進度    時間: 2020-5-7 11:30
wn464574401 發表于 2020-5-7 11:28
# O( w8 G0 E' g9 K6 U6 P5 ]& f這一段細的長度看著也太長了吧，而且直連安裝稍微有點不同軸這個力就給你放大了
( T' `3 Z# k& m
細的長度是根據電機減速箱來的，應該沒毛病；
$ _* G6 T4 x* g6 e安裝的時候是一邊轉輪子，一邊緊螺絲的，比較順暢的
% l, S  i0 F5 S; l7 k
作者: 確認進度    時間: 2020-5-7 11:30
zhiquanfang 發表于 2020-5-7 11:14$ |8 [2 t8 u" Y) d  \5 \- O
裝配的不同軸導致材料疲勞也有可能，看斷裂的位置可能性很大

/ ?* q( ]' K( f, d& B1 Y安裝的時候是一邊轉輪子，一邊緊螺絲的，比較順暢的& o+ J3 ?/ O! [
作者: zhiquanfang    時間: 2020-5-7 11:39
和你鎖螺絲時的順暢沒什么關系，是鎖緊后的軸線與電機法蘭面的垂直，安裝前可以檢查
作者: 譬如朝露    時間: 2020-5-7 11:42
你都沒有徑向負載數據，大家猜啊。這種切斷，顯然是徑向負載造成的，還有你倒了R3斷的么？最大不超過額定電流的70%，只能保證你電機不死菜，又不管你這根軸4 V* M/ ~! R1 b3 x8 d( u
作者: 冷水黃金    時間: 2020-5-7 11:47
本帖最后由 冷水黃金 于 2020-5-7 11:50 編輯
4 R" `& d& r5 M3 u
1 [! ~4 a  X9 v先計算扭矩強度及疲勞強度，再就是檢驗尺寸鏈，你的尺寸鏈可能有很大問題(最好計算一下極限情況你軸端產生的彎矩)。( A  H  N) z3 V% S- b$ L9 b4 d: N- o
對這種高要求的環境，你的圖紙可能有些問題：* q8 E/ B* l7 o5 `) x
1 與軸承內圈配合不能松，最好緊配合.
7 |' [7 L$ {' T' I* [& {2 H2 所有跳動要對兩端中心孔連線，這樣方便檢驗，可以檢驗后把中心孔去掉。) b8 R' `5 x) ^1 t* b& f! p- g
3 當強度滿足條件時就需要對電機同心作出要求，直聯時就要注意到，沒有好辦法就加聯軸器，這是非常有效的辦法，要求聯軸器活動范圍大于軸的動態跳動。3 N) D, }7 `: P0 M, C$ Z
4 軸的直徑也比較大，建議采用42CrMo或40CrNiMo調質。有條件最好鍛一下。
作者: 確認進度    時間: 2020-5-7 11:56
zhiquanfang 發表于 2020-5-7 11:14
6 N% ]6 i+ Q) ~% k: r! \# z) A3 |裝配的不同軸導致材料疲勞也有可能，看斷裂的位置可能性很大
1 k: \$ V; o9 O
安裝的時候是一邊轉輪子，一邊緊螺絲的，比較順暢的2 K% I: c2 ~+ m
作者: 確認進度    時間: 2020-5-7 12:02
冷水黃金 發表于 2020-5-7 11:47
$ r& r2 K' E; g! N" \, x6 V先計算扭矩強度及疲勞強度，再就是檢驗尺寸鏈，你的尺寸鏈可能有很大問題(最好計算一下極限情況你軸端產生 ...

$ p! l3 M( S7 z, Y謝謝
9 M; Y' a' y  Q: V
作者: 大蘿卜    時間: 2020-5-7 12:14
估計你們這軸細了
+ ~  I) x* o1 O. B3 \  c0 L/ ?  x還有軸選用材料最好做熱處理，調質
作者: 蝸牛1234    時間: 2020-5-7 12:16
危險截面都不用判斷了，事實已經高速你了，畫一下彎矩圖和剪力圖判斷失效方式再改進設計吧，還有追溯一下軸的材料有沒有問題
作者: 確認進度    時間: 2020-5-7 12:16
大蘿卜 發表于 2020-5-7 12:14
6 g& g8 J+ o: q" Z估計你們這軸細了  }# p4 W2 H4 W5 T
還有軸選用材料最好做熱處理，調質
2 ^1 z) w. x& p! G
軸徑是根據電機減速箱來的
% @9 W& ~9 K: `5 N6 S
作者: 大蘿卜    時間: 2020-5-7 12:24
確認進度 發表于 2020-5-7 12:16
  q" r* w; @0 F3 n4 l軸徑是根據電機減速箱來的

# Z( t" l6 H# y& i那就是材料及熱處理的問題了
作者: cool44    時間: 2020-5-7 12:28
看結構是減速箱剛性直聯。這種結構加工、裝配精度不夠的話就會扭斷軸。建議改成扭力臂安裝。
作者: 水哥power    時間: 2020-5-7 12:47
沒有聯軸器 嗎
作者: 確認進度    時間: 2020-5-7 12:49
水哥power 發表于 2020-5-7 12:47* R" |( x9 d( I# _$ f$ _
沒有聯軸器 嗎

/ c* }# P7 ?6 v0 {: a沒有，直連減速箱5 z+ h/ s/ k) m7 ^
作者: 默笑滄海    時間: 2020-5-7 13:41
軸肩處受力集中引起的，這種減速機就容易從這里出問題
作者: 確認進度    時間: 2020-5-7 13:52
默笑滄海 發表于 2020-5-7 13:41& j. D" l' Q/ O8 ^
軸肩處受力集中引起的，這種減速機就容易從這里出問題
1 E# P5 g9 n( e( L
請問有沒有好的解決方法？+ X2 i1 v5 f% \( ~+ H  s' d+ j6 g
作者: 祺哈哈哈    時間: 2020-5-7 13:59
這個怕不是40cr吧，，表面都拉絲了？
( g4 {4 V9 v2 A這個是鋁把。
作者: hxl11    時間: 2020-5-7 14:53
階梯軸的相鄰軸段直徑相差有點大
作者: 譚天    時間: 2020-5-7 16:33
查表，圓角應大于等于5
作者: eifuil    時間: 2020-5-7 17:06
你這兩個裝軸承的地方是多大公差？為什么這么大？左邊這個軸承地方 為什么這么長？
作者: 曉昀    時間: 2020-5-7 18:01
裝配時有沒有同軸度測量的記錄？分析下受力，直徑較小這段的受力位置和大小？
作者: 17567410    時間: 2020-5-7 18:44
本帖最后由 17567410 于 2020-5-8 08:40 編輯
" K9 |4 s  Z3 I: h& d! h9 M0 Y# O2 k$ g+ a0 K: ]3 W, I
軸安裝完畢，轉動軸打表1平面檢查！打圓柱面2檢查。合格后安裝電機。3面照片不清楚是什么結構，最好是有園凸臺止口定位的最好！！！疊層太多有失精度的問題，累積誤差大，改進結構為好。或者安裝時調平。
9 a0 X6 |5 e6 m5 J+ G9 H3 w[attach]502063[/attach]
7 I. {7 o. F5 h! r8 B: i) ~9 r' n6 }
作者: longyucanghai    時間: 2020-5-7 19:01
1、沒有聯軸器，安裝同軸度不夠的話軸會一直有交變應力存在，時間長了肯定疲勞；
3 X: y- O- E  s0 {6 Y2、40Cr最好調質；
/ k  I" a0 l+ I) [9 s3、R3圓角處分析一下是不是不夠大，導致的應力集中；
作者: 遠祥    時間: 2020-5-7 20:26
三大方面：多源疲勞區，熱影響區，疲勞斷裂失效。
作者: 未來第一站    時間: 2020-5-7 21:57
同軸考什么保證？徑向力誰承擔？
作者: 遠祥    時間: 2020-5-7 22:23
軸硬度值高時，沖擊韌性明顯會降低，即輥軸材質處于脆性狀態。
作者: 確認進度    時間: 2020-5-8 08:02
曉昀 發表于 2020-5-7 18:01
: L  K$ i. [" i$ |* `7 N裝配時有沒有同軸度測量的記錄？分析下受力，直徑較小這段的受力位置和大小？
9 J) k4 ]7 J, F+ `# g5 j* z
分析下來，應該就是加工件同軸度的偏差和安裝時的偏差導致軸最終斷裂
7 @0 \+ K# K3 v4 F+ i. b  u
作者: 確認進度    時間: 2020-5-8 08:03
longyucanghai 發表于 2020-5-7 19:01/ M) q4 Q6 D8 i7 n" Y, s1 j; F( n2 v& |
1、沒有聯軸器，安裝同軸度不夠的話軸會一直有交變應力存在，時間長了肯定疲勞；. P  _7 D! K4 S
2、40Cr最好調質；
% ?( `3 E* b' `& m- U! S3、R ...
  e* `$ I: i" X6 Z
謝謝，先搞了一根應急的用了，后續加工一根40Cr,調質，加大R角
- ~5 D0 @1 m, g6 j7 e- L, K1 |
作者: 確認進度    時間: 2020-5-8 08:10
未來第一站 發表于 2020-5-7 21:57& z! R1 l  S% |9 x4 o2 \" m+ T3 |
同軸考什么保證？徑向力誰承擔？

2 g7 T' B0 n& n3 ^兩段直徑45mm的位置為軸承安裝處，承擔整個設備的重量（約2500KG，與另一端從動輪共同承擔）1 M$ T% f5 O# i3 U1 F
我們內部分析，應該是由于加工和裝配產生的誤差，導致軸承座的法蘭中心孔和電機的法蘭中心孔不同心
* K9 [8 S! M0 d) R
作者: 確認進度    時間: 2020-5-8 08:11
遠祥 發表于 2020-5-7 20:26& d/ ?  Q" Y" W' W$ V" {
三大方面：多源疲勞區，熱影響區，疲勞斷裂失效。

. S+ |9 |9 g6 W; D感謝8 G9 n6 q1 b2 ^8 ]
作者: 確認進度    時間: 2020-5-8 08:11
譚天 發表于 2020-5-7 16:333 ~! W3 s. H0 K) E* d
查表，圓角應大于等于5
- O- N% u* A( J! h; m! }
感謝
! ?) ]. R; K* I+ o0 W0 x
作者: 默笑滄海    時間: 2020-5-8 08:12
確認進度 發表于 2020-5-7 13:52! w; y$ h1 K4 x- ~2 \! L0 t- l
請問有沒有好的解決方法？

7 x: k0 ]8 m- a0 i4 F: b* z看圖片
作者: 確認進度    時間: 2020-5-8 08:13
hxl11 發表于 2020-5-7 14:53
- F/ p6 R. d% d5 T2 M3 ~階梯軸的相鄰軸段直徑相差有點大
8 R# l! x/ w. f+ X1 O8 P
加圓角就是為了過渡一下的，現在看，可能加的小了，應該為R5! ~) K# d. b+ I) H  J8 k( D
作者: 確認進度    時間: 2020-5-8 08:28
默笑滄海 發表于 2020-5-8 08:12- s" g7 v9 E# R9 q
看圖片

6 G( x3 H7 u4 r# J7 e1 w1 A5 ^十分感謝
作者: 無葉123654    時間: 2020-5-8 10:14
冷水黃金 發表于 2020-5-7 11:475 E2 s  C! a& R% S& m
先計算扭矩強度及疲勞強度，再就是檢驗尺寸鏈，你的尺寸鏈可能有很大問題(最好計算一下極限情況你軸端產生 ...

9 o/ W9 V8 J4 F% L哪里有彎矩？不同心產生的？一個選材，再一個熱處理，最后一個表面粗糙度及過渡圓弧粗糙度，最好過渡圓弧滾壓。
作者: 無葉123654    時間: 2020-5-8 10:18
確認進度 發表于 2020-5-7 13:52
+ O1 P8 L6 J9 V$ O* k6 f請問有沒有好的解決方法？

' ^1 d4 W6 W$ I; n7 ]另外一個就是避免沖擊載荷- r+ Y- ?  d: Q- ~$ B' s* C: j* ?
作者: 炮丶灰    時間: 2020-5-10 10:33
外端那一節有點長了



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