为何起重冶金电机要选择锥形轴伸？
2021-01-25 14:14:58 来源：电机技术日参
【哔哥哔特导读】为何要选择锥形轴伸?说到底负荷性质不同。起重冶金用电机标准工作制为S3周期性断续工作制，电机周期性频繁正反转，轴伸叠加了惯性转矩或动态转矩;其他绝大多数电机为S1连续工作制，动态转矩为零。
电机通过轴伸驱动设备运转，主要功能就是传递扭矩，有些工况(皮带轮传动)还必须同时承受弯矩。最常见的电机轴伸有两种：圆柱形和圆锥形。起重冶金用电机大多采用圆锥形轴伸(部分小中心高电机采用圆柱形轴承)，其他绝大多数电机一样采用圆柱形轴伸。
为何要选择锥形轴伸?说到底负荷性质不同。起重冶金用电机标准工作制为S3周期性断续工作制，电机周期性频繁正反转，轴伸叠加了惯性转矩或动态转矩;其他绝大多数电机为S1连续工作制，动态转矩为零。
可见，起重冶金用电机轴伸不仅要承受额定载荷相对应的静态扭矩，还叠加了动态载荷，因此要求输出轴直径粗一些。另外，叠加到轴伸上的动态载荷属交变负载，锥形轴可有效抵抗交变性质的内应力。
01圆锥轴伸扭切应力分析
我们看一下圆锥轴伸剪应力特性及变化因素：在轴伸同一横截面上的剪切应力与扭矩大小成正比，各点剪切应力的大小与该点到轴中心线的距离成正比，剪切应力方向垂直于圆半径并与扭矩转向一致;最大剪切应力发生在圆轴表面处。按照应力大小的条件因素，采用锥轴伸时，可以有效减小电机运行过程中剪切应力作用，也就提高了轴伸部位的机械强度，可以较好地满足起重冶金用电机频繁起动、正反转及较高转动惯量的工况特性。
02圆锥轴伸为何要有止动固定
细心的观察者发现了圆锥轴伸末端的止动螺纹，整机装配完成后还要配置止动螺母和止动垫圈。问题来了，锥轴伸部位为何要求有止动措施?
当采用圆柱轴伸时，联轴器孔同样为圆柱孔，与轴的配合通过标准键进行固定，具有较好的稳固性，而锥轴伸所采用的联轴器，所对应的孔为锥形孔，尽管有键的固定，但孔与轴始终有彼此分离的倾向，为此，在电机轴伸的末端增加防松的止动装置，有效避免了两者分离问题。
另一个问题又来了，轴伸末端的止动装置是否会干涉与被拖动设备的连接?这就要求我们对起重冶金设备的工作原理有一个大概了解：中、小型桥式起重机为例，该设备较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。
起重机运行过程中，上升和下降由电机的正转与反转实现，起吊的速度由电机与减速装置完成，而运行过程中的停止，以及失电状态下的安全制动控制，则由制动器完成。从起重机的构造我们就可以发现，起重冶金电机的传动方式非轴对轴的直接传动，而是通过减速装置传动，自然地，圆锥轴伸末端的止动装置不会影响与设备的安装。
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