電機斷軸發生在軸伸根(gēn)部和軸伸端軸承位根部位置的情況居多。
如果電機出現(xiàn)了軸(zhóu)斷裂現象,應對軸斷裂麵進行宏(hóng)觀觀察和微(wēi)觀分析,找出斷口裂紋源位置及原因所在,從根本上使(shǐ)問題得(dé)到抑製(zhì)。
軸斷裂麵處於軸上軸承安(ān)裝處的過渡圓角區域(軸承安裝根部)。如果斷口表麵齊整並與軸向(xiàng)垂直,無縮頸和塑性變形痕徑。斷(duàn)口疲勞條帶明顯,從外圓向中心延伸,最終瞬(shùn)斷區麵積小於軸截麵積的 15%。
電(diàn)機軸力學計算分析由於電機軸為(wéi)階梯軸,不同階梯截麵處承受的力矩和應(yīng)力是(shì)不同的。電機運行時軸受到彎扭(niǔ)力(lì)矩的共同作用,如果某一階梯截麵(miàn)承受應力過大,則可能最先(xiān)在階(jiē)梯截(jié)麵過渡圓弧處萌發裂紋和發生斷裂,因此找出電機軸受(shòu)力危險截麵,對判斷軸斷裂原因有重要作用。
電機軸斷(duàn)裂的原因歸納
電機軸(zhóu)斷裂是多(duō)個因素(sù)疊加的結果。本(běn)文列舉幾種最常見的原因:
1、製造潛在質量問題(tí)。電機軸斷裂形式屬於(yú)低應力旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞斷裂,其根本原因為電機軸生產加(jiā)工過程中存在缺陷,如軸肩過渡圓(yuán)角無工(gōng)藝(yì)控製要求、焊後未進行熱處理、堆焊層夾雜物(wù)超級,導致(zhì)軸肩圓角應力集中,在旋轉(zhuǎn)彎曲力矩的作用下產生(shēng)疲勞開裂,最終導致了電機軸(zhóu)的斷裂(liè)。
2、安裝問題(tí)。如果采用皮帶輪傳動,皮帶張緊力偏大(大於皮帶(dài)廠家建議值),增大了電機軸的負荷,是電機軸發(fā)生(shēng)斷裂的促成因素(sù)。采用聯軸器安裝的電機,如(rú)果(guǒ)不能保證電機與(yǔ)設備軸線(xiàn)的(de)同軸(zhóu)度,同樣會導致軸疲勞斷裂。
3、幅板軸斷裂。排除安裝因素外,幅板軸常會在幅板焊接位置出現不規則裂紋,大多數電(diàn)機生(shēng)產廠家通過退火工藝(yì)、並(bìng)在幅板與主軸連接的兩端,通過加(jiā)工應力槽的方式(shì)解決該類軸的斷軸問題。竄軸無論什麽電機在什麽時候(hòu)都不應該(gāi)竄軸,稍微(wēi)有一點活動量,對電機本身影響不(bú)大,竄(cuàn)動量大到一定程度,就會有電流增加,電機溫度升高,機械衝(chōng)擊加大,還可能影響其(qí)他設(shè)備(bèi)等具體問題(tí)。
導致(zhì)電機(jī)竄軸的原(yuán)因分析
1、機械(xiè)中心與磁場中(zhōng)心不(bú)一致。電動機在運行時,其(qí)轉子將定位於磁場中心,而轉子主軸與兩軸承間有一個機械中心(即電機(jī)轉子兩端軸肩與軸承間間(jiān)距相等的位置)。這兩個中心可能存在不(bú)一致,安(ān)裝時如果以機械中心為基(jī)準來調整軸肩間距,當電(diàn)機啟(qǐ)動後,轉子將自動(dòng)定位於(yú)磁(cí)場中心,電機(jī)軸的軸向竄動,將破壞原安裝(zhuāng)時調整好的軸向間距。當這個偏差不大時,對於齒輪式聯軸器,可以由內外齒輪套的預留軸向(xiàng)間隙補償;如果超過了聯軸(zhóu)器預留軸(zhóu)向間隙時,則聯軸器及被(bèi)傳動軸將受到一個(gè)軸(zhóu)向外加力,造成部件的端麵摩擦,產生發熱等有害影響。
2、對於滑動軸承電機,轉(zhuǎn)動軸係按聯軸(zhóu)器(qì)找中心(xīn)時(shí)出現(xiàn)誤差。軸在(zài)軸承(chéng)中不對中的偏差會(huì)對(duì)軸承(chéng)增加很大的附加力矩,由於電機(jī)轉子能在一定範圍內沿軸向來回遊動(dòng),軸係中心不正時,聯軸器會產生(shēng)固定(dìng)方向的軸向分力,使(shǐ)轉子在軸向分力的作用下克服磁場力向一側推動,導致(zhì)電機轉子擋油肩胛與軸承外側巴氏合金發生動靜摩擦。
3、電(diàn)機轉子兩端的(de)揚度不符合(hé)要求。電機轉(zhuǎn)子兩端軸頸(jǐng)揚度不(bú)合理,會引起電機轉子(zǐ)在自身重力軸向(xiàng)分力的作用下克服磁場力向揚度小的(de)一(yī)端滑動。因此,電機軸兩端揚(yáng)度合理是消除軸向分力的關鍵。
轉子由於自重作用存在靜撓度,這就表現為轉子水平放置時兩端或者說軸頸會向上揚起。用精密水平儀測得的這個揚起(qǐ)值習慣上叫(jiào)轉子揚度。
鑒於電機(jī)竄軸(zhóu)的各種原因,在電機設計、製造和安裝過(guò)程中應規(guī)避問題,在實際過程中通過一些必要的(de)手段抑製和預(yù)防問題的發生也很關鍵。
● 軸與轉子的配(pèi)合選擇過盈配合。如(rú)果因配合問題(tí)出現竄動(dòng),大多數(shù)是由於軸的(de)加工尺寸出現問題,因為轉子(zǐ)軸(zhóu)孔內徑由衝模決定,理論上不會出現太大問題。
● 軸承兩端的波形彈墊(diàn)沒有安裝,或波形彈墊質量存在問題。有的電機使用工況(kuàng),對軸的竄動(dòng)量要(yào)求相(xiàng)對嚴格,電機製(zhì)造廠家通過增加波形彈墊的方式解決(jué)問題,也有的廠家對於采用密封(fēng)軸承的小電機在端蓋上增加了止動擋圈。
● 風扇產生的(de)軸向力,即電機運行時風對風(fēng)扇葉的軸向力,但由此導致的竄動量非常小。
● 軸承與端蓋配(pèi)合選擇不合適(shì),或(huò)是由於加工質(zhì)量問題導致兩者配合出現較大的間隙。