CW61125E主轴箱Ⅰ轴故障分析

CW61125E主轴箱Ⅰ轴故障分析

ＣＷ６１

１２５Ｅ主轴箱Ｉ轴故障分析

刘云贵

摘要ＣＷ６１１２５Ｅ、ＣＷ６１１００，Ｓ１—１４８等车床，皮带轮与主轴箱第１轴联结处花键经常压溃．以ＣＷ６１１２５Ｅ为例，分析这一故障。提出改进措施．

关键词主轴箱Ｉ轴花键压溃许用挤压应力中图分类号ＴＧ５０２．７

文献标识码Ｂ

一、筒述

几台ＣＷ６１１２５Ｅ、ＣＷ６１１００、Ｓ１—１４８等车床用于曲轴粗车、精车、开档、曲柄倒角等工序。这些车床皮带轮与主轴箱第１轴的花键联结处，经常压溃。以ＣＷ６１１２５Ｅ车床为例，分析该故障。

二、故障分析

花键压溃后，常采用的修理方法是购买第１轴，皮带轮上镶花键套。但是装上后使用不久，花键又压溃。要找出造成这一故障的真正原因，必须对花键联结处强度进行计算分析。

１．花键联结的强度计算

根据花键联结的受力情况，首先假定电机为满负荷，以电机输出功率及转矩来校核花键联结处的强度。计算时，假定载荷在花键的工作面上均匀分布，各齿面上压力的合力｜７、，作用在平均

直径ｄｍ处，即传递的转矩‰．７、， ｄｄ２，并引入系数驴，来考虑实

际载荷在各花键齿上分配不均的影响，则花键联结的强度条件为：

静联结即最≤ｍ

（１）动联结ｐ２五毪ｉ：：＿≤【Ｐ】

（２）

（１）、（２）两式中盯厂挤压应力，ＭＰａ

卜花键传递转矩，Ｎ

‘驴一载荷分配不均系数，本例取ｑ，－－－ｏ．７孑一花键的齿数，本例ｚ＝６

卜．花键齿工作长度，本例ｌ＝７４ｍｍ

ｌＩＩ一花键齿面工作高度。本例ｈ＝２．３ｒａｍ

ｄｍ＿一花键平均直径，本例ｄ．－－５２．５ｍｍｐｋ—许用挤压应力（表１）【ｐ】—许用压力（表１）

电机通过皮带与皮带轮联结，电机功率Ｐｌ，皮带的传动效

率田，花键的传递功率路矿。，则花键的传递转矩ｒ为：

Ｔ＝墅：三兰！蛸当

（３）

ｎｌｄｌ

将（３）式代入（１）式得花键联结处的挤压强度唧

Ｏ＇Ｖ－－鼍群

“）

其中电机输出功率Ｐｌ＝２２ｋＷ。电机输出转速，ｌｔ＝１６９０ｒ／ｍｉｎ，

万方数据

表１花键联结的许用挤压应力、许用压力

ＭＰａ

花键工作使用和制造

齿面未热项目

齿面热处理

方式

情况处理

不良

３５—５０４０—７０许用挤压应静联结中等６０一ｌｏｏ１００—１４０力【口ｌ

良好８０－１２０

１２０—２００不良

３＿１０载荷作用下许用压力【Ｐ】

５＿１５的移动联结

中等良好

１０－２０

电机皮带轮中径ｄ。＝１４０ｍｍ，皮带的传动效率７＂／－－０．９５。第１轴皮带轮中径如＝２７７ｍｍ，将各参数值代入（４）式计算得盯，＝

１０．５２ＭＰａ。

２．花键压溃原因分析

由以上计算结果ｔｒｐ＝ｌＯ．５２ＭＰａ及表１来分析，可以发现造（１）花键在第１轴上轴向未固定，有窜动，则该联结由静联（２）花键套内孔未达到热处理要求。第１轴上外花键表面已淬火处理；花键套是用曲轴料头加工的，曲轴料头已调质处理，可知，未经热处理花键许用挤压强度很低，易造成花键的压溃。

（３）花键配合精度等级低，装配后各齿受力不均，或者键侧间隙过大，承受扭矩时造成冲击，使花键压溃。

３．第１轴装配结构分析

针对花键压溃的（１）因素，分析第１轴装配结构．皮带轮通过圆螺母锁紧、圆螺母通过止动垫圈与第１轴的联结放松，皮带轮另一端由轴用弹性挡圈轴向定位。弹性挡圈的厚度为２ｒａｍ，而轴上槽宽为３ｍｍ，在装配时，圆螺母很难调整，可能发生两种（１）圆螺母调整过紧，使皮带轮挤压弹性挡圈，轴上弹性挡圈槽磨损，导致弹性挡圈挤压轴承．造成弹性挡圈断裂．轴承烧坏。ＳＩ一１４８车床曾经出现过第１轴温升高，弹性挡圈断裂，轴承

心不重合，第１轴温升高，导致铜套抱轴。ＣＷ６１１２５Ｅ车床第１

设＿一理与维＿２００９№４田

成花键压溃的因素有三点：

结变为动联结。由表ｌ可知，动联结花键许用压力【Ｐ】比静联结

许用挤压应力纠。小得多。

但是由于工件直径大，花键套心部仍可认为未经热处理，由表１情况：

烧坏的故障。圆螺母调整过紧．也可能造成供油铜套与第１轴中