行業新聞|2025-07-28| 深圳維動自動化
行星減速機的軸向振動,本質是“軸向力失衡”或“軸向定位失效”導致的部件周期性竄動,其振動頻率通常與轉速相關(如隨轉速升高而加劇),長期會引發軸系磨損、軸承失效甚至殼體開裂。需從“軸向定位部件”“齒輪嚙合”“外部連接”三個核心維度分析原因,結合振動特征(如是否伴隨異響、溫度變化)精準定位。
一、軸承與軸向定位部件故障
行星減速機的軸向定位主要依賴軸承(如角接觸球軸承、圓錐滾子軸承)、軸肩、擋圈等部件,這些部件失效是軸向振動的主要源頭:
1. 軸承軸向預緊力異常
預緊力不足:角接觸球軸承、圓錐滾子軸承需通過“預緊”(如調整墊片厚度、螺母鎖緊)消除軸向間隙,若預緊力不夠,軸承在軸向會有“游隙竄動”(間隙通常>0.1mm)。旋轉時,齒輪嚙合產生的軸向分力會推動軸承內外圈相對滑動,形成周期性振動(振動頻率與轉速一致,手感為“軸向竄動”)。
特征:振動隨負載增大而明顯(負載大時軸向分力大),可能伴隨“嗡嗡”低頻聲。
軸承安裝錯誤:
軸承裝反(如角接觸軸承的“大口”未朝向受力側),導致軸向力無法有效傳遞到殼體,軸承自身產生軸向打滑;
軸承外圈與殼體孔配合過松(間隙>0.02mm),或內圈與軸配合過松,旋轉時軸承內外圈“不同步”,軸向出現沖擊振動。
2. 軸向定位件磨損或松動
軸肩/擋圈失效:齒輪軸的軸肩(限制齒輪軸向位移)若磨損(如被齒輪磨出凹槽),或彈性擋圈斷裂、脫落,會導致齒輪軸向竄動(竄動量可達0.5-1mm),嚙合時齒面軸向沖擊,引發振動。
特征:振動伴隨“噠噠”撞擊聲(齒輪軸向撞擊軸肩或端蓋),停機后手動推拉軸,可感受到明顯軸向間隙。
軸承端蓋松動或變形:端蓋通過螺栓固定在殼體上,若螺栓松動(參考“緊固件未緊固”)或端蓋變形(如長期受力翹曲),會導致端蓋與軸承外圈的貼合面間隙變大,軸承外圈軸向晃動,帶動軸系振動。
二、齒輪嚙合異常引發的軸向振動
齒輪嚙合時的“軸向分力”是正常現象(如斜齒輪嚙合會產生軸向力),但嚙合參數異常會放大分力,引發振動:
1. 齒輪軸向定位失效
行星輪、太陽輪、內齒圈的軸向定位松動(如行星輪軸與行星架配合過松、內齒圈與殼體定位銷脫落),導致齒輪在旋轉時“軸向偏移”,嚙合點沿軸向來回滑動,產生周期性軸向力波動,形成振動。
特征:振動頻率與齒輪轉速相關(如行星輪轉速高,振動頻率更高),可能伴隨齒面異常磨損(軸向條紋狀磨損)。
2. 齒輪加工/裝配誤差過大
斜齒輪螺旋角偏差:斜齒輪的螺旋角誤差(超過±0.5°)會導致嚙合時軸向分力忽大忽小;若配對齒輪螺旋角方向裝反(如本應左旋配左旋,錯裝成左旋配右旋),軸向力會完全反向,沖擊定位部件。
齒輪軸向錯位:裝配時太陽輪與行星輪軸向未對齊(錯位>0.2mm),嚙合時齒面接觸區偏向齒寬一側,產生額外軸向推力,引發振動。
三、外部連接與對中問題(易被忽視的間接原因)
減速機的軸向振動可能并非內部問題,而是外部設備“傳遞”的振動:
1. 輸入/輸出端對中不良(軸向錯位)
電機與減速機輸入軸連接:若剛性聯軸器(如凸緣聯軸器)安裝時軸向未對齊(軸向錯位>0.1mm),或彈性聯軸器(如梅花聯軸器)的軸向補償量不足(磨損后補償量<0.2mm),電機旋轉時會通過聯軸器傳遞“軸向推力”,迫使減速機輸入軸軸向振動。
減速機與負載連接:負載設備(如絲桿、傳送帶)若存在軸向竄動(如絲桿螺母磨損),會將軸向力反向傳遞給減速機輸出軸,引發振動(振動方向與負載竄動方向一致)。
2. 負載存在異常軸向力
負載設備本身產生軸向力(如斜齒輪傳動的負載、絲桿升降機的軸向推力),若超過減速機軸承的軸向承載能力(如手冊標注軸向承載5kN,實際負載達8kN),會導致軸承過載變形,產生持續性軸向振動。
特征:振動僅在負載運行時出現(空載時振動消失),軸承溫度明顯升高(超過環境溫度40℃以上)。
四、其他輔助判斷依據(結合振動伴隨現象)
伴隨現象 | 指向的核心原因 |
振動+軸承端蓋處溫度高 | 軸承預緊力不足、軸承外圈配合過松 |
振動+齒輪嚙合區異響 | 齒輪軸向竄動 |
振動隨負載啟停同步出現 | 外部負載傳遞軸向力、聯軸器軸向錯位 |
振動+輸出軸軸向間隙明顯 | 軸承失效、端蓋螺栓松動 |
總結
行星減速機軸向振動的核心邏輯是“軸向定位鏈斷裂”——從“軸承預緊→齒輪定位→外部對中”的任一環節失效,都會導致軸向力無法穩定傳遞,引發部件竄動。排查時應優先檢查軸承預緊狀態(用塞尺測軸向間隙)和外部對中情況(用百分表測聯軸器軸向錯位),再逐步排查齒輪與定位件,避免盲目拆解內部結構。若振動已伴隨異響或溫度升高,需立即停機(軸向振動的磨損速度是徑向振動的1.5-2倍),防止軸承卡死或軸系斷裂。
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