技術文章 - 和利時電機

在減速機家族中，行星減速機以其體積小(與電機直徑基本同)，傳動效率高(85～90％)，減速范圍廣(1:3～100)，精度高(回差小)等諸多優點，而被廣泛應用于伺服、步進、直流無刷等控制電機(后稱驅動電機)的傳動系統中。在保證精密傳動的前提下，可以降低轉速﹑增大扭矩和降低負載與驅動電機的轉動慣量比。但在實際使用中經常會出現因安裝不當導致的故障，減速機和驅動電機斷軸就是主要故障類型之一。對斷軸機理的分析有利于廣大客戶了解如何正確安裝行星減速機，更好地發揮行星減速機的作用。
一、不同心出現的斷軸問題
有的用戶在設備運行一段時間后，驅動電機的輸出軸斷了。為什么驅動電機的輸出軸會扭斷？當我們仔細觀查驅動電機折斷的輸出軸橫斷面，會發現橫斷面的外圈較明亮，而越向軸心處斷面顏色越暗，最后到軸心處是折斷的痕跡(點狀痕)。這一現象大多是驅動電機與減速機裝配時兩者的不同心所致。

   當驅動電機和減速機間裝配同心度保證得較好時，驅動電機輸出軸所承受的僅僅是轉動力(扭矩)，運轉時也會很平順，沒有脈動感。而在不同心時，驅動電機輸出軸還要承受來自于減速機輸入端的徑向力(彎矩)。這個徑向力的作用將會使驅動電機輸出軸被迫彎曲，而且彎曲的方向會隨著輸出軸轉動不斷變化。如果同心度的誤差較大時，該徑向力使電機輸出軸局部溫度升高，其金屬結構不斷被破壞，最終將導致驅動電機輸出軸因局部疲勞而折斷。兩者同心度的誤差越大時，驅動電機輸出軸折斷的時間越短。在驅動電機輸出軸折斷的同時，減速機輸入端同樣也會承受來自于驅動電機輸出軸方面的徑向力，如果這個徑向力超出減速機輸入端所能承受的最大徑向負荷的話，其結果也將導致減速機輸入端產生變形甚至斷裂或輸入端支撐軸承損壞。因此，在裝配時保證同心度至關重要！
   從裝配工藝上分析，如果驅動電機軸和減速機輸入端同心，那么驅動電機軸面和減速機輸入端孔面間就會很吻合，它們的接觸面緊緊相貼，沒有徑向力和變形空間。而裝配時如果不同心，那么接觸面之間就會不吻合或有間隙，就有徑向力并給變形提供了空間。
同樣，減速機的輸出軸也有折斷或彎曲現象發生，其原因與驅動電機的斷軸原因相同。但減速機的出力是驅動電機出力和減速比之積，相對于電機來講出力更大，故減速機輸出軸更易被折斷。因此，用戶在使用減速機時，對其輸出端裝配時同心度的保證更應十分注意！
二、減速機出力太小出現的斷軸問題
   如果不是驅動電機軸斷，而是減速機的輸出軸折斷，除了減速機輸出端裝配同心度不好的原因以外，還會有以下幾點可能的原因。
   首先，錯誤的選型致使所配減速機出力不夠。有些用戶在選型時，誤認為只要所選減速機的額定輸出扭矩滿足工作要求就可以了，其實不然。一是所配驅動電機額定輸出扭矩乘上速比，得到的數值原則上要小于減速機產品樣本提供的相應額定輸出扭矩；二是同時還要考慮其驅動電機的過載能力及實際應用中所需最大工作扭矩。理論上，用戶所需最大工作扭矩一定要小于減速機額定輸出扭矩的 2 倍。尤其是有些應用場合必須嚴格遵守這一準則，這不僅是對減速機內部齒輪和軸系的保護，更主要的是避免減速機的輸出軸被扭斷。如果沒有考慮到這些因素，一旦設備安裝有問題，減速機的輸出軸被負載卡住，這時驅動電機的過載能力依然會使其不斷加大出力，直到減速機的輸出軸所承受的力超過其最大輸出扭矩，軸就會扭斷。如果減速機額定輸出扭矩有一定的裕量，那么扭斷輸出軸的槽糕情況就會避免。
   其次，在加速和減速的過程中，減速機輸出軸所承受瞬間的沖擊扭矩如果超過了其額定輸出扭矩的 2 倍，并且這種加速和減速又過于頻繁，那么最終也會使減速機斷軸。如果有這種情況出現，應仔細計算考慮加大扭矩裕量。
三、減速機的正確安裝
   正確的安裝、使用和維護減速機，是保證機械設備正常運行的重要環節。因此，在您安裝行星減速機時，請務必嚴格按照下面的安裝順序，認真地裝配。
   第一步：安裝前應確認電機和減速機是否完好無損，并且嚴格檢查驅動電機與減速機相連接的各部位尺寸是否匹配。這里指的是驅動電機法蘭的定位凸臺和軸徑與減速機法蘭的定位凹槽和孔徑間的尺寸及配合公差；擦拭處理配合表面的污物與毛刺。

第二步：旋下減速機法蘭側面的工藝孔上的螺堵，旋動減速機的輸入端，使抱緊內六角螺釘帽與工藝孔對齊，插入內六角工具旋松抱緊內六角螺釘。

第三步：手持驅動電機，使其軸上之鍵槽與減速機輸入端孔抱緊螺釘垂直，將驅動電機軸插入減速機輸入端孔。插入時必須保證兩者同心度一致和二側法蘭平行。如同心度不一致或二側法蘭不平行必須查明原因。另外，在安裝時，嚴禁用錘擊，即可以防止錘擊的軸向力或徑向力過大損壞兩者軸承，又可以通過裝配手感來判斷兩者配合是否合適。判斷兩者配合同心度和法蘭平行的方法為：兩者相互插入后，兩者法蘭基本貼緊，縫隙一致。

第四步：為保證兩者法蘭連接受力均勻，先將驅動電機緊固螺釘任意旋上，但不要旋緊；然后按對角位置逐漸旋緊四個緊固螺釘；最后旋緊減速機輸入端孔抱緊螺釘。一定要先旋緊驅動電機緊固螺釘后再旋緊減速機輸入端孔抱緊螺釘。

注意：減速機與機械設備間的正確安裝類同于減速機與驅動電機間的正確安裝。關鍵是要必須保證減速機輸出軸與所驅動部分輸入軸同心度的一致。
四、結論
隨著控制電機應用的不斷深入發展，行星減速機在運動控制傳動領域中的應用也會越來越多。希望您在使用之前確保正確的安裝行星減速機，為您的設備帶來運行的可靠與安全上的保障！