半門式起重機(jī)輸出軸斷軸的故障分析

半門式起重機(jī)輸出軸斷軸的故障分析

0半門式起重機(jī)性能差中山廣船國際新購的一系列半門大炮，在安裝后的運行過程中，四個方腳側(cè)面的大型行走機(jī)構(gòu)生產(chǎn)力輸出軸被忽視。根據(jù)目前車間生產(chǎn)實際情況,該批半門式起重機(jī)還沒有過嘗試滿負(fù)荷吊運,只是在輕負(fù)載或空負(fù)載情況下試運行;而且觀察已斷裂的輸出軸的斷面,沒有發(fā)現(xiàn)軸的斷面存在著質(zhì)量缺陷。由此初步判斷:減速機(jī)輸出軸的輸出扭矩過小是所造成此類故障的主要原因。因此有必要對該軸的最大輸出扭矩進(jìn)行驗算,以選用合適的減速機(jī),避免此類故障的再次發(fā)生。1大隊伍主要組成部件中山廣船國際新購的半門式起重機(jī)有八種不同的規(guī)格型號,本文只以其中的MH5+5-13m型作為驗算對象。主要外形尺度見圖1,主要技術(shù)參數(shù)見表1。由圖1和表1可得知半門式起重機(jī)由兩根主梁、兩根橫梁,兩根支腿、主梁連接架、兩臺電動葫蘆和維修梯與平臺等部件組成。橫梁分別裝有高軌和低軌大車行走機(jī)構(gòu),各有一臺SEW的KF型三合一減速機(jī)。查相關(guān)的圖紙,查出或計算出驗算所需要的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:電動葫蘆自重:590kg葫蘆到支腿極限距離:1360mm整機(jī)跨度:13000mm大車車輪直徑:270mm大車車輪齒輪:49齒,模數(shù)5大車車輪軸承內(nèi)徑:60mm大車行走速度:30m/min型號:KF37DT90L4/BMG/TF電機(jī)功率:1.5kW電機(jī)轉(zhuǎn)速:1410r/min傳動比:10.49輸出轉(zhuǎn)距:107Nm輸出轉(zhuǎn)速:134r/min輸出軸直徑:25mm輸出軸齒輪:13齒,模數(shù)5利用系數(shù):1.5傳動效率:0.92設(shè)備在軌輪壓較小的工況下運行壓力由于半門式起重機(jī)的特點,受低軌側(cè)支腿、連接架、平臺等重量的影響,半門式起重機(jī)高低兩軌輪壓大小不一樣,運行阻力不對稱,所以不能完全按照《起重機(jī)設(shè)計手冊》上的方法進(jìn)行驗算。大車行走的最極端的負(fù)荷,應(yīng)為滿載的電動葫蘆停在支腿側(cè)極限處時的起動或停止工況。因此必須按支腿側(cè)最大受力工況驗算大車運行機(jī)構(gòu)所需的電機(jī)功率,和減速機(jī)最大輸出參數(shù)。2.1最大軸承壓力2.2重量滿載時，在行駛過程中，大腿側(cè)面的最大摩擦阻力較大式中:P輪壓——起重機(jī)最大輪壓,——摩擦阻力系數(shù),取=0.0152.3足部運營梯度的阻力式中i——與起重機(jī)類型有關(guān),對于門式起重機(jī)取i=0.0032.4足部一側(cè)持續(xù)運營的總靜態(tài)阻力2.5電動功率的確定滿載運行時支腿側(cè)電動機(jī)的靜功率式中:Fj——起重機(jī)支腿側(cè)的總靜阻力(N)η——機(jī)構(gòu)的傳動效率取η=0.9m——電機(jī)個數(shù),因支腿側(cè)只有一臺電機(jī),故取m=1考慮慣性力的影響,電動機(jī)應(yīng)選的功率為2.6實際過載矩陣是減速軸式中:Fj——起重機(jī)支腿側(cè)的總靜阻力(N)I——驅(qū)動減速機(jī)與車輪間齒輪速比,η——機(jī)構(gòu)的傳動效率取η=0.92.7對初速噴射的修正對比初選的大車運行減速機(jī)主要參數(shù),由于P>1.5KW,M>107Nm,故初選的減速機(jī)校核不合格。2.8選擇合適的傳動比由于半門式起重機(jī)已經(jīng)安裝完畢,大車行走機(jī)構(gòu)安裝位置已經(jīng)固定,更換其它類型的減速機(jī)已非常困難,必須在SEW的KF系列中選取傳動比接近的型號。經(jīng)查,KF47DV100M4的主要參數(shù):電機(jī)功率:2.2kW電機(jī)轉(zhuǎn)速:1410r/min傳動比:10.56輸出轉(zhuǎn)距:157Nm輸出轉(zhuǎn)速:133r/min輸出軸直徑:30mm利用系數(shù):1.8傳動效率:0.92.9最佳行駛速度的確定由于輸出轉(zhuǎn)距和電機(jī)功率均滿足要求,但輸出轉(zhuǎn)速比初選的小,輸出軸直徑比初選的大,故需驗算。半門式起重機(jī)的大車行走速度:此速度非常接近選型設(shè)計時的半門式起重機(jī)性能要求,即30m/min,大車行走速度驗算基本合格。由于原輸出軸齒輪為13齒,模數(shù)為5,內(nèi)孔25mm,完全滿足零件修改加工為內(nèi)孔30mm的需要。查安裝手冊,其它安裝條件均有足夠的空間滿足改裝。2.10替代kf3td29t3由上述驗算結(jié)果可得出這個結(jié)論:用KF47DV100M4型號的減速機(jī)替代KF37DT90L4型號減速機(jī)的方法是可行的。3改善機(jī)理分析由于生產(chǎn)效率的需要,半門式起重機(jī)的大車行走速度必須選定為約30m/min。半門式起重機(jī)的兩側(cè)的輪壓相差比較大,靜止起動時支腿側(cè)慣量較大,電機(jī)功率和減速機(jī)輸出扭矩需要留有一定的裕量,以延長機(jī)械的使用壽命。當(dāng)原設(shè)計在機(jī)械傳動方面的大車行走速度留有較大的裕量時,電氣上可加裝變頻器以改善行走起動工況,若原設(shè)計在機(jī)械傳動方面大車行走速度沒有裕量時,加裝變頻控制將會降低大車行走速度,從而影響半門式起重機(jī)的生產(chǎn)效率。葫蘆最大起重量:5000kg單條支腿重量:1083kg橫梁裝置重量:683kg單條主梁重量:2457kg主梁連接架:356.4kg維修平臺重量:433kg梯子欄桿重量:92kgSEW的K