减速机轴损毁端由剖析和应对策略研讨

1回转窑配套传动装置及使用情况

　　为了实现薄料快烧及增产目的 ，配套地将回转窑的转速及传动装置进行了改变 ，回转窑转速提高到 315 r/ min ， 主电机功率改为 75 kW ， 转速为1 000 r/ min ，原减速机一级传动比进行了改变 ，回转窑传动简图，改造后的输入轴装配简图。

　　从 2004 年改造后 ，输入轴先后从F面断过二次 ，造成二次停窑。从轴断口 F 面处看疑是疲劳断裂。所以对轴强度进行分析计算。

　　2强度校核

　　211 弯扭矩图

　　再根据静力平衡条件计算出A、C点支反力，作出受力简图，作出在XY、XZ平面的弯矩图和扭矩图 ，按第三强度理论计算弯矩图。由于联轴器制造和安装误差产生附加圆周力联轴器销轴所在圆直径） ，附加力F 0产生的弯矩图。

　　212 校核轴的疲劳强度

　　根据轴的结构尺寸及弯矩图、扭矩图，截面B处弯矩最大，但此处直径最大；截面F处的弯矩也较大，直径较小，又有圆角引起的应力集中，故F面为危险截面。

　　左侧的弯矩在此处产生的弯矩面上的弯曲应力面上的扭转剪应力由于轴的转动，弯矩引起对称循环的弯曲应力；传递的扭矩总是有些变动，且单向传递扭矩，故剪应力为脉动循环应力。故安全系数没有达到要求。

　　3原因分析

　　从上面轴强度计算结论 ，可以看出轴的计算安

　　全系数小于许用安全系数。在轴肩过渡圆角处的应力较大 ，在长期交变应力作用下 ，在此处逐步形成微观裂纹 ，裂纹尖端的严重应力集中 ，促使裂纹逐渐扩展 ，当裂纹逐步扩展到一定长度时 ，便可能骤然迅速扩展 ，使构件截面严重削弱 ，最后沿严重削弱了的截面发生脆性断裂。

　　4处理措施

　　（1） 将轴齿轮左端面全部平掉 ，车出Φ120 mm ×65 mm 的孔 ，并车出一个 60°的坡口 ，将一根一端粗为Φ120 mm k6 的轴插入Φ120H7 孔内进行焊接 ；（2） 将原输入轴装轴承处直径 Φ65 mm 改为Φ80 mm ，轴承由原来的 7613 改为 7516E.因 7516E外径与 7613 轴承外径Φ140 mm 相同 ，装联轴器处直径Φ60 mm 改为Φ70 mm ，这样在减速机轴承底孔不扩大的情况下就增大了轴径 ；（3） 轴肩过渡圆角的确定。将轴上定位套筒去掉 ，改为轴肩定位轴承。轴承处的过渡圆角取r = 2 ，在没有装配要求的情况下尽可能取大角 ，有装配件时综合考虑 ；（4） 选取弹性圈柱销联轴器 B6 型号。严格找正 ，保证电机与减速机输入轴同心 ；（5） 轴承装配、定位正确。轴承安装留有0. 25～0. 4 mm 的间隙 ，以满足轴热膨胀要求。

　　5轴加粗后疲劳强度校核

　　轴加粗后F面处直径为 90 mm ，参照上面的公式计算出进一步计算出2 满足安全要求。

　　6结语

　　经过上述修理后及时恢复了回转窑的运行生产。并得出两点重要结论 ：一是轴径变化导致应力集中是引起轴疲劳断裂的主要原因 ，在设计中一定要将应力集中面避开载荷较高区域 ；二是在检修中保证安装质量 ，及时检查和维护 ，才能有效保证设备正常运转。