某支架电动缸的维修及特性分析

　　摘要：针对某支架主推动力源底座支耳断裂及翻转异响现象，通过排故试验、定位故障，并进行了机理分析，提出了改进底座制造工艺、优化电动缸受力特性等措施，最后通过试验验证了改进措施的有效性。
　　关键词：电动缸；机理；特性
　　电动缸的工作原理是利用各种类型的电动机（如AC伺服电动机、步进电动机、DC电动机带动不同形式的丝杠（或螺母）旋转，并通过构件间的螺旋运动转化为螺母（或丝杠）的直线运动，再由螺母（或丝杠）带动缸筒或负载做往复直线运动。采用AC伺服电动机的电动缸，可以利用伺服电机的控制特性，很方便地实现对推力、速度和位置的精密控制〔14〕。随着现代工业和装备制造业的飞速发展，越来越多的电动缸被广泛应用到军事产品、煤矿设备、精密自动化等多个领域〔57〕。本文针对购买的某支架电动缸的故障，通过机理分析及试验，提出了解决方案。
　　一、问题定位
　　电动缸底座支耳负责将电动缸与支架底座连接，但是在使用一个月后，电动缸底座的支耳断裂及并产生异响。如图1所示。
　　二、机理分析
　　（一）梯形螺母和丝杠干摩擦产生异响。因为梯形丝杠和螺母的运动为滑动摩擦副，效率很低，对油脂的润滑要求较高。所以通过以上试验反馈情况可以断定是由于电动缸内部润滑不够，经过多次举升摩擦消耗掉了内部少有的油脂，造成螺旋副的干摩擦从而产生刺耳的声音，并通过缸体放大。
　　（二）断裂机理。母材问题：电动缸底座支耳采用焊接形式，母材为45号钢，该材料为中碳钢，焊接性能极差，需在多重工艺保障的条件下才能實现理想的焊接质量，如母材加温、焊条加温、气体保护电弧焊，以及焊后及时去应力热处理等措施。
　　焊缝问题：经实际检查失效处断口，发现电动杆底部支耳连接处，未开剖口，焊缝最高高度和宽度不足5mm，木材厚度约16mm。
　　三、现场试验
　　根据以上的分析，对异响的电动缸进行反复试验，发现在进行多次反复试验后，缸产生了卡死现象，打开电动缸腔体，发现螺母的铜粉散落在丝杆周围，丝杠表面无任何油膜。对另一个产生响声的缸体进行涂抹油脂后，反复试验并未产生异响，可以判定故障原因就是丝杠与螺母润滑异常。
　　四、改进措施
　　（一）底座支耳及底座全部采用45号钢进行整体加工制造，替换原焊接方式。整体粗加工后先进行调制处理再进行精加工。通过受力分析可以看出受力满足要求。（见图2）
　　（二）对电动缸的活塞杆进行重新清洗，内部加入充足的润滑脂美孚100，替代原少量的低温润滑脂，使梯形丝杠在运动发热时，螺母及丝杠表面能够得到充分润滑，使油膜不会因为高温高压而造成破坏。同时在活塞杆的头端增加注油孔，便于运动多次或多年后维护便利。
　　五、结论
　　本文根据某支架出现的动力源底座支耳断裂及翻转异响现象，通过问题定位，机理分析及反复试验，阐明了事故的主要原因，针对设备的现有状态，优化了电动缸内部润滑特性，并证明了改进措施的有效性。
　　参考文献：
　　〔1〕闫飞飞。电动缸的测试系统设计及建模〔D〕。合肥：中国科学技术大学，2011：13。
　　〔2〕陈超，赵升吨，崔敏超等。电动缸的研究现状与发展趋势〔J〕。机械传动，2015，3：181186。