一、核心诱因:轴向受力失衡
齿轮减速机运转时,啮合副(齿轮与齿轮、蜗杆与蜗轮)会因齿面受力产生轴向分力,正常情况下由定位轴承(推力轴承、圆锥滚子轴承等)抵消平衡,若该平衡体系被打破,便会引发串轴。
- 轴承适配或失效问题:轴承选型不当,如未根据轴向力大小选用专用推力轴承,仅用深沟球轴承承担复合载荷,无法抵消轴向力;轴承长期运行后磨损、老化,滚道剥落、滚珠碎裂、保持架损坏,导致承载能力下降,轴向力突破轴承约束推动轴体窜动;轴承预紧力调整不当,过松则轴向间隙过大,过紧则加剧磨损,均易诱发串轴。
- 啮合受力偏移问题:齿轮或蜗杆齿面磨损不均、齿形变形,导致啮合接触点偏移,产生额外侧向轴向分力,打破原有受力平衡;蜗轮蜗杆传动中,蜗杆导程角误差、齿面贴合度不足,或圆锥齿轮啮合间隙偏差,会使轴向分力骤增,推动轴沿轴向位移。
二、关键因素:核心部件磨损与变形
部件损耗是串轴的直接诱因,长期重载、摩擦或冲击会导致部件功能失效,失去对轴体的轴向定位作用。
- 轴类部件问题:输入轴、输出轴或中间轴长期承受重载、频繁冲击载荷,或安装时受力不均,导致轴体弯曲变形,运转时轴向定位基准偏移,引发串轴;轴肩磨损、轴上挡圈、卡簧、锁紧螺母等限位零件脱落、变形或磨损,无法约束轴承及轴的轴向位移,使轴体可沿轴线自由窜动。
- 啮合部件损坏:齿轮齿面严重磨损、点蚀、胶合,或蜗轮齿圈脱落、蜗杆螺纹磨损,导致啮合受力极不稳定,轴向分力忽大忽小,加剧轴体窜动;齿轮轮毂与轴的配合松动,运转时相对位移,间接引发轴向窜动异常。
三、基础因素:安装与装配精度偏差
安装精度不足是串轴故障的常见源头,尤其对轴装式、立式减速机影响更为显著,装配偏差会直接导致运转时产生附加轴向力。
- 安装基准偏差:减速机底座固定不牢固、螺栓松动,或安装面水平度、垂直度超标,运转时设备振动导致轴体定位偏移;轴装式减速机套装在工作机主轴时,同轴度误差过大,运转时产生径向与轴向附加力,推动轴体窜动。
- 装配工艺不当:啮合间隙调整不合理,过大则受力偏移,过小则产生挤压轴向力;轴承安装歪斜、间隙预留不足,或齿轮装配时轴向定位偏差,导致轴体轴向自由度异常;密封件安装过紧,与轴体产生过度摩擦,间接带动轴体轴向位移。
四、辅助因素:工况适配与维护不当
工况过载与维护疏漏会加速部件损耗,间接诱发串轴,是故障发生的重要推手。
- 工况异常:长期超出减速机额定载荷运行,或频繁启停、承受剧烈冲击载荷,导致啮合受力与轴向力骤增,突破轴承与部件承载能力,引发损坏与串轴;高温工况下,部件热膨胀变形不均,轴向间隙异常变化,也可能导致轴体窜动。
- 维护不当:润滑油不足、变质或型号不符,导致啮合面及轴承润滑不良,磨损加剧,间接扩大轴向间隙;未定期检查限位零件、轴承状态,导致部件损坏初期未被发现,逐步恶化引发串轴;散热系统故障,高温导致润滑油粘度下降、部件膨胀变形,破坏轴向定位精度。
五、特殊场景:结构设计或制造缺陷
少数情况下,串轴源于产品本身设计或制造问题:减速机箱体结构刚性不足,运转时变形导致轴系定位偏移;齿轮、轴体制造精度超标,如轴的直线度误差、齿轮齿向偏差,导致装配后即存在轴向受力失衡隐患;定位结构设计不合理,如限位零件强度不足,无法适配实际工况的轴向力需求。