探伤机LS-200转台传动机构(谐波齿轮减速机构)故障

    故障现象：探伤机LS-200转台传动的伺服电机转动而转台面不转。

    故障分析：该转台传动机构为伺服电机与台面的同轴连接，从传动原理图中初步分析，初期疑为联轴节脱开或损坏。其传动原理图见图1。

    图1

    故障排除：经分解脱开电机检查联轴节，联轴节完好无松动。顺着传动链继续向上分解，发现有损坏元件（见图2），该损坏元件为谐波齿轮减速机构的柔轮，尝试性采用挠性较好的不锈钢薄板对旧件进行了修复（见图3），重新安装运转约40min后，柔轮再次损坏（从焊接处断开），二次损坏后购了买原厂家的新备件进行了更换，故障排除。因为柔轮对材料和热处理有较高的特殊要求，易发生疲劳损坏，所以在修理时如果发现柔轮断裂损坏，最好购买原厂家的新备件直接更换。

    图2    损坏的柔轮

    图3    改制后的柔轮

    谐波齿轮减速机的安装与维护要求：

    谐波齿轮减速机构是精密传动元件，其三个基本构件的加工和安装都有相应的严格要求，尤其在安装时，一定要严格控制安装精度要求。其具体要求如下：

    ①安装前全部零件清洗干净。

    ②精度要求高的谐波传动组件应按出厂状态成组使用，不应互换。

    ③安装时先将波发生器装入柔轮，然后边转动波发生器边将带有波发生器的柔轮，底朝前装入刚轮。

    ④拆卸的程序与安装时相反。但拆卸时，必须保证刚轮轮齿无偏斜地与柔轮齿脱开，以消除它们的变形或齿面擦伤。

    ⑤柔轮装入刚轮中时，检查轮齿啮合是否对称，短轴上间隙应相等，如图4所示。

    图4

    ⑥安装后高速轴不得有轴向窜动，否则将导致柔轮底部断裂。

    ⑦安装前，组件内所有零件表面都应涂覆专用的半流体润滑脂。而且安装后，在波发生器内，刚轮与柔轮齿面，以及柔性轴承外表面与柔轮内孔表面均应保存有专用的半流体润滑脂。

    ⑧柔轮内安装的压片外径应小于等于柔轮轮缘外径，压片接触外径应倒圆，否则可能引起柔轮底部薄壁部分断裂。

    ⑨保证柔轮与输出轴的可靠连接，各螺钉的预紧力矩应可靠。

    此次该探伤机出现故障时，将转台传动机构分解为如图5所示的A、B、C、D、E等五大部分。对A、B、C、D等部分检查，未有明显异常，只做一般性保养维护。针对损坏的E部分进行损坏原因分析和更换。

    安装工艺：

    ①对A部件进行表面进行清洁及对轴承加润滑脂（航空润滑脂），手盘动轴承，手感均匀。

    ②对B部件表面进行清洁，对两道环形槽加注润滑脂。在大轴承安装时要注意检测谐波减速器安装孔的径向跳动，否则相对错开位置重新安装，控制径向跳动量小于0.01mm。

    ③对C部件做清洁工作，用手盘动传动轴，运转灵活，手感均匀。

    ④单独空试D部件（电机），运转无异常。

    ⑤谐波齿轮减速机构E部件是此次处理的重点。

    图5

    a．按说明书中，应控制图6中的装配精度（见表1，表1中黄底色为对应要求精度）。考虑到这些精度为初始时的加工保证，原始精度未丧失，故不再对此进行检查。

    图6

    表1    mm

    b．谐波齿轮减速机构的安装中，先安装的是刚轮( Circular Spline)。刚轮与B部件的定位孔部分配合较好，将刚轮安装在B部件上并将螺钉紧固（此前已将A、B部件组装），然后用手盘动大轴承，检测刚轮外露表面的径向跳动和轴向跳动。径向跳动：约0.05mm；轴向跳动：约0.03mm，符合该设备使用要求。

    c．将柔轮与传动轴紧固，并按要求将8个紧固螺钉涂上螺纹胶。如图7所示，用两顶尖将该部分支撑住，控制调整图示中柔轮部分的径向跳动：小于0.03mm。

    图7

    d．见图8，取两个0.25mm塞规，先对称放置到刚轮内侧，然后将柔轮装入（装入一半深度），此时柔轮受迫成椭圆形，数齿数，使椭圆长轴将齿均分；然后将波发生器按同样长轴方向放入；取出塞规，将柔轮与波发生器完全装入（此前只装进一半深度）。注：装配中按要求加注专用润滑脂4BN02约180mL，分别加注在波发生器的轴承中、刚轮与柔轮啮合的齿面及柔轮内侧，见图9。（注意：该处必须加注足够量的润滑脂）

    图8

    图9

    e．用手转动输入轴(Input shaft)，手感均匀。

    f．总装后，试运转，转盘的最外缘的径向跳动：小于0.07mm。

    转盘总装后空运转较平稳，经一年多的使用，转台的运行状态良好，此次该机构的损伤为转台负重较重是瞬间起停造成的柔轮撕裂，故在较大负载时要求控制起停不要过快。