論文導讀：或者稱為“過定位”。考慮到電機軸同時承受轉矩和巨大彎矩復合作用的根源是設計不當造成的。改后電機軸基本上只傳動扭矩。彎矩，ZM2560型自磨機傳動系統改造。
關鍵詞：自磨機，過定位，扭矩，彎矩

　　一、存在問題
　　濟鋼爐料公司鋼渣加工車間自磨生產線主體設備采用洛陽大華重型機械有限公司生產的ZM2560型鋼渣自磨機，動力系統配套江蘇泰興集團ZLY355-20-Ⅷ(中心矩605)型減速機、佳木斯集團Y355M2-6/200KW型電機以及大連創思福液耦廠YOXN750型液力耦合器。自2010年2月投運以來的兩個多月的時間里，減速機發生兩次斷軸事故，電機發生一次斷軸事故，直接影響經濟損失達100余萬元。
　　二、原因分析
　　1、減速機高速軸軸承溫度過高和高速軸在軸肩處折斷的原因。在此傳動鏈中，高速軸受到嚙合齒輪副產生的徑向力F1和三角皮帶拉力F2，另外還有減速機軸承和支撐軸承對高速軸產生的三個徑向約束力。本來應該有2副約束點（軸承）約束一條直線，而此處有3副約束點用外力強制此傳動鏈保持一條直線，這就是“過度約束”，或者稱為“過定位”，導致高速軸所受的徑向彎曲力和軸上部件的同軸度誤差所產生的能量無處釋放，只能大部分由軸自身承擔，同時有一部分由軸承承擔。
　　2、電機斷軸原因。
　　2.1事故現場：
　　斷軸發生在設備正常運行狀態中，事故當日運行平均電流180安左右。而200KW的驅動電機額定電流368A，運行電流只是額定電流的一半。斷軸瞬間電流為240A，其原因是斷軸產生的斷茬對電機殘留部分的斷茬造成沖擊載荷。故不存在工作過載造成斷軸的原因。電機斷軸以后，因產生的軸向推力已將電機向右移位約1cm（面向主機觀察）；液力耦合器因失去電機軸的支撐而右端下垂，左端軸承座毀壞；液力耦合器的前半聯軸器與電機軸的配合孔受損（包括鍵槽），電機軸斷在配合孔內約1.5cm深度處（鍵槽右端）。
　　2.2動力傳動原理：
　　電機軸將電機產生的動力通過前半聯軸器和后半聯軸器傳遞給泵輪，泵輪產生的液動力帶動渦輪旋轉。渦輪和液力耦合器外殼及三角皮帶輪共同在軸承的支撐下在前、后半聯軸器外圓周上轉動，再由三角皮帶輪通過三角帶將驅動力矩傳遞給減速機高速軸。
　　2.3斷軸原因：
　　因為本套設備的動力傳動特點是動力輸入軸和輸出軸都在同一端，其力學模型為一簡支梁。論文參考，彎矩。論文參考，彎矩。作為這個簡支梁模型上的電機軸，是整個梁上的薄弱環節，而軸上的鍵槽更是應力集中處。論文參考，彎矩。此電機軸不僅傳遞著扭矩，而且承受著巨大的彎矩。論文參考，彎矩。這種動力輸入和輸出都在同一端的結構是產生巨大彎矩的根本原因，其直接影響就是大大增加了斷軸的概率。也就是說，電機軸是在扭轉應力F1和彎曲應力F2的合成作用力F合的作用下而斷的，而且彎曲應力F2是主要應力。
　　三、改造措施：
　　我們對于這兩根軸的斷軸問題解決方案一同考慮。上面假設減速機高速軸的右端為自由端視為定性分析問題的一個假設，但如果真是自由端，高速軸強度和剛度也將會不足。因此考慮在減速機和皮帶輪之間加上一副彈性柱銷聯軸器，使之作為能量的釋放點。考慮到改進的工作量最小，以不變動減速機及其下游傳動為宜。以減速機高速軸為第一基準，僅改進高速軸上游傳動鏈。論文參考，彎矩。
　　同時，考慮到電機軸同時承受轉矩和巨大彎矩復合作用的根源是設計不當造成的，我們改成了如下設計，即選用動力輸入和輸出不在同一端的液力耦合器進行動力傳遞，大大降低了電機軸所受的彎矩（僅耦合器自重所造成的彎矩），改后電機軸基本上只傳動扭矩，所受應力小了很多。論文參考，彎矩。
　　王寧，1981年9月生，女，漢族，山東濟南人，機械設計制造及自動化專業，現供職于濟鋼集團 濟南鮑德爐料有限公司 機動設備部，現任職稱 助理機械工程師，學士學位，研究方向機械設計制造及自動化。