TV型電動葫蘆雖已列為淘汰產品,但目前國內仍有數萬臺在使用,解決Tv型鋼絲繩電動葫蘆花鍵軸的斷裂問題,具有一定現實意義。由于電葫蘆作業中需要經常頻繁地起動、制動和逆轉,使軸內產生較大的沖擊應力。同時軸內應力又隨載荷和時間而交替變化,產生不穩的交變沖擊應力。這樣使花鍵軸在花鍵部分的軸向與周向引起多處應力集中,所以該軸兩端的花鍵根部經常出現斷裂。有時新裝上的一根花鍵軸使用不到一個月就斷了。因此使用單位花鍵控聯接進行改進，效果良好。

一、花鍵軸受力與斷裂原因

花鍵軸改進前的結構如圖1所示。左端通過剛性花鍵套與電動機軸相聯。右端DE處裝有內外花鍵的花鍵套,該花鍵套的外花鍵上裝著制動摩擦片。花鍵軸C處是軸齒,通過與其相嚙合的大齒輪傳遞運動和動力。電動葫蘆在吊載作業時,由于頻繁地起升或制動,使在瞬間的加速度發生很大變化。在起升載荷時這種作用在軸上的沖擊扭應力將達到很高,甚至會超過靜應力的許多倍。當電動葫蘆吊重起升時,該軸AC段內受扭矩作用,至使應力集中嚴重的B處發生疲勞斷裂。在起吊中突然制動時,即相當E點突然固定,這時沖擊扭應力作用在CE段內,有可能使應力集中較嚴重的D處發生疲勞斷裂。實際工作中經常斷裂的部位恰好在B、D兩處。但B處斷裂的機會多于D處。

在結構上采用花鍵套這種剛性聯接,使運轉中不能補償相聯軸間的不同心,從而產生附加動載荷,在軸內引起附加應力,使軸內的動應力值進而加大到很高,這也是造成斷軸的重要原因。

再有花鍵處的熱處理工藝選擇不當也會造成花鍵軸的過早斷裂。一般工廠在對花鍵部熱處理(HB二350~400)時,常將熱處理過渡區設在花鍵收尾處(B處),這樣會使花鍵收尾處產生應力不勻及微小裂紋,故在動載荷作用下易發生斷裂。

二、改進方法

為了解決花鍵軸的斷軸問題,各使用單位采取了不同的改進措施,如將花鍵套聯接改成輪胎式聯軸器或爪型彈性聯軸器等。在熱處理工藝上將花鍵部熱處理延伸到超過收尾部分,均收到了較好的效果。

圖2為我廠改進后的結構。我們主要把花鍵軸兩端的花鍵部分改成了平鍵,而軸直徑及其它尺寸都不變。同時將鍵軸與圓軸過渡處的圓角半徑改為R1.5,在工藝中特別加以保證。在該軸的左端與電動機軸連接處,由過去的花鍵套改為齒輪聯軸節。這樣,在安裝電動機時便于對中,操作較方便。而且在運轉中,對兩軸的不同心能得到一定的自調補償作用。但齒輪聯軸節的內齒套外徑要小干卷筒內的軸承孔直徑。右端安裝摩擦片的花鍵套,只把內孔花鍵相應的改成單鍵聯接,外部尺寸及結構不變。

經改進后，兩年多使用至今沒有一臺發生過斷軸現象。總之,針對該型號電動葫蘆原結構中的弱點,在保證所傳遞扭矩及在原結構尺寸允許的條件下,根據本單位的加工制造特點,因地制宜的采用不同的技術改進措施,來解決斷軸問題,以保證電動葫蘆的正常使用。

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