ZM2560型自磨機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)改造略談
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論文導(dǎo)讀：或者稱為“過定位”�？紤]到電機(jī)軸同時(shí)承受轉(zhuǎn)矩和巨大彎矩復(fù)合作用的根源是設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的。改后電機(jī)軸基本上只傳動(dòng)扭矩。彎矩，ZM2560型自磨機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)改造。
關(guān)鍵詞：自磨機(jī)，過定位，扭矩，彎矩
一、存在問題
濟(jì)鋼爐料公司鋼渣加工車間自磨生產(chǎn)線主體設(shè)備采用洛陽(yáng)大華重型機(jī)械有限公司生產(chǎn)的ZM2560型鋼渣自磨機(jī)，動(dòng)力系統(tǒng)配套江蘇泰興集團(tuán)ZLY355-20-Ⅷ(中心矩605)型減速機(jī)、佳木斯集團(tuán)Y355M2-6/200KW型電機(jī)以及大連創(chuàng)思福液耦廠YOXN750型液力耦合器。自2010年2月投運(yùn)以來的兩個(gè)多月的時(shí)間里，減速機(jī)發(fā)生兩次斷軸事故，電機(jī)發(fā)生一次斷軸事故，直接影響經(jīng)濟(jì)損失達(dá)100余萬元。
二、原因分析
1、減速機(jī)高速軸軸承溫度過高和高速軸在軸肩處折斷的原因。在此傳動(dòng)鏈中，高速軸受到嚙合齒輪副產(chǎn)生的徑向力F1和三角皮帶拉力F2，另外還有減速機(jī)軸承和支撐軸承對(duì)高速軸產(chǎn)生的三個(gè)徑向約束力。本來應(yīng)該有2副約束點(diǎn)（軸承）約束一條直線，而此處有3副約束點(diǎn)用外力強(qiáng)制此傳動(dòng)鏈保持一條直線，這就是“過度約束”，或者稱為“過定位”，導(dǎo)致高速軸所受的徑向彎曲力和軸上部件的同軸度誤差所產(chǎn)生的能量無處釋放，只能大部分由軸自身承擔(dān)，同時(shí)有一部分由軸承承擔(dān)。
2、電機(jī)斷軸原因。
2.1事故現(xiàn)場(chǎng)：
斷軸發(fā)生在設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)中，事故當(dāng)日運(yùn)行平均電流180安左右。而200KW的驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定電流368A，運(yùn)行電流只是額定電流的一半。斷軸瞬間電流為240A，其原因是斷軸產(chǎn)生的斷茬對(duì)電機(jī)殘留部分的斷茬造成沖擊載荷。故不存在工作過載造成斷軸的原因。電機(jī)斷軸以后，因產(chǎn)生的軸向推力已將電機(jī)向右移位約1cm（面向主機(jī)觀察）；液力耦合器因失去電機(jī)軸的支撐而右端下垂，左端軸承座毀壞；液力耦合器的前半聯(lián)軸器與電機(jī)軸的配合孔受損（包括鍵槽），電機(jī)軸斷在配合孔內(nèi)約1.5cm深度處（鍵槽右端）。
2.2動(dòng)力傳動(dòng)原理：
電機(jī)軸將電機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力通過前半聯(lián)軸器和后半聯(lián)軸器傳遞給泵輪，泵輪產(chǎn)生的液動(dòng)力帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)。渦輪和液力耦合器外殼及三角皮帶輪共同在軸承的支撐下在前、后半聯(lián)軸器外圓周上轉(zhuǎn)動(dòng)，再由三角皮帶輪通過三角帶將驅(qū)動(dòng)力矩傳遞給減速機(jī)高速軸。
2.3斷軸原因：
因?yàn)楸咎自O(shè)備的動(dòng)力傳動(dòng)特點(diǎn)是動(dòng)力輸入軸和輸出軸都在同一端，其力學(xué)模型為一簡(jiǎn)支梁。論文參考，彎矩。論文參考，彎矩。作為這個(gè)簡(jiǎn)支梁模型上的電機(jī)軸，是整個(gè)梁上的薄弱環(huán)節(jié)，而軸上的鍵槽更是應(yīng)力集中處。論文參考，彎矩。此電機(jī)軸不僅傳遞著扭矩，而且承受著巨大的彎矩。論文參考，彎矩。這種動(dòng)力輸入和輸出都在同一端的結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生巨大彎矩的根本原因，其直接影響就是大大增加了斷軸的概率。也就是說，電機(jī)軸是在扭轉(zhuǎn)應(yīng)力F1和彎曲應(yīng)力F2的合成作用力F合的作用下而斷的，而且彎曲應(yīng)力F2是主要應(yīng)力。
三、改造措施：
我們對(duì)于這兩根軸的斷軸問題解決方案一同考慮。上面假設(shè)減速機(jī)高速軸的右端為自由端視為定性分析問題的一個(gè)假設(shè)，但如果真是自由端，高速軸強(qiáng)度和剛度也將會(huì)不足。因此考慮在減速機(jī)和皮帶輪之間加上一副彈性柱銷聯(lián)軸器，使之作為能量的釋放點(diǎn)。考慮到改進(jìn)的工作量最小，以不變動(dòng)減速機(jī)及其下游傳動(dòng)為宜。以減速機(jī)高速軸為第一基準(zhǔn)，僅改進(jìn)高速軸上游傳動(dòng)鏈。論文參考，彎矩。
同時(shí)，考慮到電機(jī)軸同時(shí)承受轉(zhuǎn)矩和巨大彎矩復(fù)合作用的根源是設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的，我們改成了如下設(shè)計(jì)，即選用動(dòng)力輸入和輸出不在同一端的液力耦合器進(jìn)行動(dòng)力傳遞，大大降低了電機(jī)軸所受的彎矩（僅耦合器自重所造成的彎矩），改后電機(jī)軸基本上只傳動(dòng)扭矩，所受應(yīng)力小了很多。論文參考，彎矩。
王寧，1981年9月生，女，漢族，山東濟(jì)南人，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)供職于濟(jì)鋼集團(tuán) 濟(jì)南鮑德爐料有限公司 機(jī)動(dòng)設(shè)備部，現(xiàn)任職稱 助理機(jī)械工程師，學(xué)士學(xué)位，研究方向機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化。
