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起重冶金电机为什么选择圆锥轴接长?

日期:2021-08-17 08:09   浏览次数:0

电机通过轴伸驱动设备,主要作用是传递扭矩。在某些工况下(滑轮驱动),还必须同时承受弯矩。有两种最常见的电机轴延伸部分:圆柱形和圆锥形。起重冶金中使用的电机大多采用圆锥形轴伸(有些中心小、高度高的电机采用圆柱形轴承),其他电机大多采用圆柱形轴伸。

为什么选择锥形轴接长?毕竟负载的性质不同。起重冶金电机的标准工作系统为S3周期性间歇工作系统,电机周期性频繁的正反转,轴伸叠加惯性力矩或动态力矩;大多数其他电机是S1连续工作系统,动态扭矩为零。

可以看出,起重冶金电机的轴伸不仅承受与额定载荷相对应的静态扭矩,而且叠加了动态载荷,因此要求输出轴直径更粗。另外,叠加在轴伸上的动载荷是交变载荷,锥形轴能有效抵抗交变性质的内应力。

01圆锥轴伸扭切应力分析

我们来看一下圆锥形轴向拉伸的剪应力特性和变化因素:轴向拉伸的同一截面上的剪应力与扭矩成正比,各点的剪应力与该点到轴心线的距离成正比,剪应力方向与圆半径垂直,与扭矩转向一致;最大剪应力出现在圆形轴的表面。根据受力的条件因素,锥轴伸出时,可以有效降低电机运行过程中的剪应力,同时也提高了轴伸出部分的机械强度,可以更好地满足起重冶金用电机频繁起动、正反转、高转动惯量的工况。

02圆锥轴伸为何要有止动固定

一个细心的观察者在锥形轴的延伸端发现了止动螺纹。整机组装后,应提供止动螺母和止动垫圈。问题是,为什么锥轴延伸需要停止措施?

采用圆柱轴接长时,联轴器孔也是圆柱孔,与轴的配合用标准键固定,稳定性好。然而,用于锥形轴延伸的联轴器的相应孔是锥形孔,尽管有固定的键,孔和轴总是倾向于彼此分离。因此,在电机轴伸端增加了防松止动装置,有效避免了两者的分离。

又来了一个问题。轴端的止动装置会干扰与被拖设备的连接吗?这就要求我们对起重冶金设备的工作原理有一个大致的了解:以中小型桥式起重机为例,设备多采用制动器、减速器、电机“三位一体”的驱动方式,常见的大重量桥式起重机往往采用万向联轴器作为其驱动装置,便于安装和调整。

起重机运行过程中,升降由电机正反转实现,提升速度由电机和减速器完成,运行过程中的停止和断电状态下的安全制动控制由制动器完成。从起重机的结构可以发现,起重冶金电机的驱动方式不是轴对轴直接驱动,而是通过减速器。自然,锥形轴末端的塞子不会影响设备的安装。