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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：2 p  N* V% h5 Q4 I8 i

% t5 X+ F+ _% b& G7 t        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  J4 |0 C" L% y* y) {
        運行過程中監測過電流，最大不超過額定電流的70%
6 k  P! T/ [* ]' X) {/ W# ^2 [* P- Q( q# O) [/ s, T$ B
* N4 R0 }* {8 g4 |
[attach]502016[/attach][attach]502017[/attach][attach]502018[/attach]/ D2 Q( ^, a5 f
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
( @- D( C/ \5 {: B" f40Cr如果不熱處理是浪費呀！

9 b3 M+ d$ g; O0 i4 a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
+ ~* g4 u9 ]& P1 f$ j
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 11:11
/ K; c) v. b& {: H2 Q+ t5 w40Cr不熱處理機械性能和45差不多，甚至不如45調質

! g2 y) m  ^" S. q來不及處理，就選了40Cr
* L; K. e0 Y. \0 D( b, A& ^
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/ c6 j( n/ E! \; Y
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
; G5 M1 _# ]3 \6 Y
細的長度是根據電機減速箱來的，應該沒毛病；0 h) l4 P0 L4 u6 }* m  @
安裝的時候是一邊轉輪子，一邊緊螺絲的，比較順暢的
& [% `; A* n! _. l' V# \' y8 y
作者: 確認進度    時間: 2020-5-7 11:30
zhiquanfang 發表于 2020-5-7 11:14
2 q1 z; Z9 A) h+ Z( F% j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

' v  i& i, R, Q8 x/ W. _, w5 x5 z安裝的時候是一邊轉輪子，一邊緊螺絲的，比較順暢的
# T$ {, }  u; P' w  I
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
% v" }, B4 m0 Z3 F; K4 M* S
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
+ h. `7 i; j* x: p; D8 s) Q$ g  a  N; ^) W* L
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)。+ h* H0 n+ T6 h8 k
對這種高要求的環境，你的圖紙可能有些問題：
: x5 \/ g6 t/ ]( m1 與軸承內圈配合不能松，最好緊配合.4 J7 N: @- h+ Z( g+ x; k
2 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。
0 R  T$ s  k; w0 y, W0 I# _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。
" T( B- `; s9 A% X4 E% \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
- o. \5 N% S% c" x6 t3 u. X7 ~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
  o) c" Z' F$ O/ k1 D: R
安裝的時候是一邊轉輪子，一邊緊螺絲的，比較順暢的: N  A" L0 Q6 @7 d
作者: 確認進度    時間: 2020-5-7 12:02
冷水黃金 發表于 2020-5-7 11:478 F: J+ }2 l# g
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 ...

* b' f8 F, K0 f1 m6 F' _! U謝謝! u& R+ H# F; q
作者: 大蘿卜    時間: 2020-5-7 12:14
估計你們這軸細了
0 [8 s: z' X; ?! ]& n! i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 12:145 ^. s  Y( S+ r, E' R
估計你們這軸細了
6 N& z6 L0 @9 t+ v還有軸選用材料最好做熱處理，調質
; m2 q1 v7 E- Q( O! I
軸徑是根據電機減速箱來的
. D8 `. ~( @" k
作者: 大蘿卜    時間: 2020-5-7 12:24
確認進度 發表于 2020-5-7 12:16! r4 X2 ~! F: c8 w% Z  b- Y& L
軸徑是根據電機減速箱來的

  C5 M- w$ a7 _2 j. }4 j. e' R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
2 X6 T* ^. w* n1 C沒有聯軸器 嗎

4 a6 m: v7 p) o沒有，直連減速箱' o- a  l% y1 c& B
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 13:416 t' N( ]/ v2 H, T# Y
軸肩處受力集中引起的，這種減速機就容易從這里出問題
7 H; e5 \# U9 j  z
請問有沒有好的解決方法？
: N; S9 g, V: S
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？
! O2 t) i/ P+ }6 R4 p$ }$ d: O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
2 k7 `$ P0 U% _; j! P
: F8 y6 ~2 D; L, z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。" n2 U: r/ D7 W$ _9 Q
[attach]502063[/attach]- C) k- _1 q6 t3 l, N1 M* v

/ p7 Z+ K. U. d, T
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；' H2 V: X- t1 |( j" s4 c% B: E+ F
2、40Cr最好調質；
7 h0 z& O' r# ~, p3、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
& B* Y4 u' Q" p8 X2 e. k# B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？

. W* e+ Q# }( p: g3 _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
) f3 A! V9 L' f* d, `
作者: 確認進度    時間: 2020-5-8 08:03
longyucanghai 發表于 2020-5-7 19:01. j/ _+ V* f7 m* j% w1 ~5 [
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；
. F7 I2 A1 ~6 A: p2、40Cr最好調質；0 O( [& \9 I7 l' ^0 I
3、R ...
- g" o( t$ P. k# g# `1 o4 \
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" e% q& ?% \- d2 s  b9 Q* N
作者: 確認進度    時間: 2020-5-8 08:10
未來第一站 發表于 2020-5-7 21:576 g. K  b: M' }
同軸考什么保證？徑向力誰承擔？
1 T3 l  o8 `9 V
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）) z8 f9 ]8 A- _4 a
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% U+ \2 a# i2 b/ E# v" L
作者: 確認進度    時間: 2020-5-8 08:11
遠祥 發表于 2020-5-7 20:26
4 l: E& j7 P+ ~  [三大方面：多源疲勞區，熱影響區，疲勞斷裂失效。
0 r% F5 }8 D0 {6 T! G& c
感謝
% l4 D4 p( O! l7 w; z; |' D
作者: 確認進度    時間: 2020-5-8 08:11
譚天 發表于 2020-5-7 16:33
) Z4 V; l& f* Z/ K查表，圓角應大于等于5
8 }$ x" \! R& R  q% v) A
感謝
' O+ p! I( Y  V; \7 n
作者: 默笑滄海    時間: 2020-5-8 08:12
確認進度 發表于 2020-5-7 13:520 z! I6 ^% J& E  ^) ?  E, r' D- `, s
請問有沒有好的解決方法？

( V1 {0 ?& w/ |- m9 O% ?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
' V# V0 d# F5 ^/ T3 N7 e階梯軸的相鄰軸段直徑相差有點大
+ F. Q5 Z! f2 V# w8 Z) \+ m2 G
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
  |2 Q: D, w. P3 w! L6 B
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
' X  ?+ A/ i' ~6 ^/ t* j看圖片
2 F. c& T* z& |  w) [
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 11:47
! I8 [: s: r# z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 ...
4 Z6 V" W" I* x% O7 [+ Z% Q) k+ R
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 13:524 u; U7 g* d9 S* [3 b. \# t6 U
請問有沒有好的解決方法？
  ]2 `! e( A3 E' S0 s4 b4 H8 V# Y6 F
另外一個就是避免沖擊載荷
# Q- n8 k0 C0 m, ]! @: L, m
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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