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TV型电动葫芦虽已列为淘汰产品,但目前国内仍有数万台在使用,解决Tv型钢丝绳电动葫芦花键轴的断裂问题,具有一定现实意义。由于电葫芦作业中需要经常频繁地起动、制动和逆转,使轴内产生较大的冲击应力。同时轴内应力又随载荷和时间而交替变化,产生不稳的交变冲击应力。这样使花键轴在花键部分的轴向与周向引起多处应力集中,所以该轴两端的花键根部经常出现断裂。有时新装上的一根花键轴使用不到一个月就断了。因此使用单位花键控联接进行改进，效果良好。

一、花键轴受力与断裂原因

花键轴改进前的结构如图1所示。左端通过刚性花键套与电动机轴相联。右端DE处装有内外花键的花键套,该花键套的外花键上装着制动摩擦片。花键轴C处是轴齿,通过与其相啮合的大齿轮传递运动和动力。电动葫芦在吊载作业时,由于频繁地起升或制动,使在瞬间的加速度发生很大变化。在起升载荷时这种作用在轴上的冲击扭应力将达到很高,甚至会超过静应力的许多倍。当电动葫芦吊重起升时,该轴AC段内受扭矩作用,至使应力集中严重的B处发生疲劳断裂。在起吊中突然制动时,即相当E点突然固定,这时冲击扭应力作用在CE段内,有可能使应力集中较严重的D处发生疲劳断裂。实际工作中经常断裂的部位恰好在B、D两处。但B处断裂的机会多于D处。

在结构上采用花键套这种刚性联接,使运转中不能补偿相联轴间的不同心,从而产生附加动载荷,在轴内引起附加应力,使轴内的动应力值进而加大到很高,这也是造成断轴的重要原因。

再有花键处的热处理工艺选择不当也会造成花键轴的过早断裂。一般工厂在对花键部热处理(HB二350~400)时,常将热处理过渡区设在花键收尾处(B处),这样会使花键收尾处产生应力不匀及微小裂纹,故在动载荷作用下易发生断裂。

二、改进方法

为了解决花键轴的断轴问题,各使用单位采取了不同的改进措施,如将花键套联接改成轮胎式联轴器或爪型弹性联轴器等。在热处理工艺上将花键部热处理延伸到超过收尾部分,均收到了较好的效果。

图2为我厂改进后的结构。我们主要把花键轴两端的花键部分改成了平键,而轴直径及其它尺寸都不变。同时将键轴与圆轴过渡处的圆角半径改为R1.5,在工艺中特别加以保证。在该轴的左端与电动机轴连接处,由过去的花键套改为齿轮联轴节。这样,在安装电动机时便于对中,操作较方便。而且在运转中,对两轴的不同心能得到一定的自调补偿作用。但齿轮联轴节的内齿套外径要小干卷筒内的轴承孔直径。右端安装摩擦片的花键套,只把内孔花键相应的改成单键联接,外部尺寸及结构不变。

经改进后，两年多使用至今没有一台发生过断轴现象。总之,针对该型号电动葫芦原结构中的弱点,在保证所传递扭矩及在原结构尺寸允许的条件下,根据本单位的加工制造特点,因地制宜的采用不同的技术改进措施,来解决断轴问题,以保证电动葫芦的正常使用。

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