電機斷軸發生在軸伸根部和軸伸(shēn)端(duān)軸承位根部(bù)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觀觀察和微觀分(fèn)析,找出斷口裂紋(wén)源位置及原因(yīn)所在,從根本上使問(wèn)題得(dé)到抑製。
軸斷裂麵處於軸上軸承安裝處的(de)過渡圓角區域(軸承安裝根部)。如果斷口表麵齊整並與軸向垂直,無縮頸和塑性變形痕徑。斷口疲勞條帶明顯,從外(wài)圓向中心延伸,最終瞬斷(duàn)區麵積小於軸截麵積的 15%。
電機軸力(lì)學計算分析由於電機軸為階梯軸,不同階梯截麵處承受的力矩和應力是不同的。電機(jī)運行時軸受到彎扭力矩的共(gòng)同作用,如果某一階梯(tī)截麵承受應力過大,則可能(néng)最先在階(jiē)梯截麵過(guò)渡圓弧處(chù)萌發裂紋和發生斷裂,因此找出電機軸受(shòu)力(lì)危險截麵(miàn),對判斷軸斷裂原因有重要(yào)作用。
電機(jī)軸斷裂的原因歸納
電機(jī)軸斷裂是多個因素疊(dié)加的結(jié)果。本文列舉幾(jǐ)種最(zuì)常見的原因:
1、製(zhì)造潛在(zài)質量問題。電機軸斷裂形式屬於低應力旋轉彎曲疲勞斷裂,其根本原因為電機軸生產加工(gōng)過程中存在缺陷,如軸肩過渡圓角無工藝控(kòng)製要求、焊後未進行熱處理、堆焊層夾雜物超級,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疲勞開裂,最終導致了電(diàn)機軸的斷裂。
2、安裝問(wèn)題。如果采用(yòng)皮帶輪傳動,皮帶張緊力偏大(大於皮帶廠家建議值),增(zēng)大了電(diàn)機軸的負荷,是電機(jī)軸發生斷(duàn)裂的促成因素。采用聯軸器(qì)安裝的電機,如果不能保證電機與設備軸線的同軸度,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(cháng)會在幅板焊接位置出現不規則裂紋,大多數電機生產廠家通過退火工(gōng)藝、並在幅板與主軸連接的兩端,通過加工應力槽的方式解決該類軸的斷軸問題。竄(cuàn)軸無論什麽電機在什麽時候都不(bú)應該竄軸,稍微有一點活動量,對(duì)電機本身影響不大,竄動(dòng)量大到一定程度,就會有電流增加,電機溫度升高,機械衝擊加大,還可能(néng)影響其他設備等具體問題。
導致電機竄軸的原(yuán)因分析
1、機械中心與磁場中心不一致。電動機在(zài)運行時,其轉子(zǐ)將定位於磁場(chǎng)中心,而轉子主軸與兩軸承間有一個機械(xiè)中心(即電機轉子兩端軸肩與軸承間(jiān)間距相等的位置)。這(zhè)兩個(gè)中心可能存在(zài)不一致,安裝時如果以機械中心為基準來調整軸肩間(jiān)距,當電機啟動後,轉子將自動定位(wèi)於磁場中心,電機軸的軸向竄動,將破壞原安裝(zhuāng)時調整好(hǎo)的軸(zhóu)向間距。當這個偏差不大時,對於齒輪式(shì)聯軸器,可以由內外齒輪套的預(yù)留軸向間隙補償;如果超過了聯軸器預留軸向間隙時,則(zé)聯軸器及被(bèi)傳動軸將(jiāng)受到一(yī)個軸向外加力,造(zào)成部件的端麵摩擦,產生發熱等有害影(yǐng)響。
2、對於滑(huá)動軸承(chéng)電機,轉動軸係按聯軸器找中心時出現誤差。軸在軸承中不對中的偏差會對軸承增加很大的附加力矩,由於電機轉子能在一定範圍內沿軸向來回遊(yóu)動,軸係中心不正時,聯軸器會(huì)產生固定方向的軸向分力,使轉子在軸(zhóu)向分(fèn)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(dòng)靜摩擦。
3、電機轉子兩端的揚度不符合要(yào)求。電機轉(zhuǎn)子兩端軸頸揚(yáng)度不合理,會(huì)引起電機轉子在自身重力軸向分力的作用下克服磁場力向揚度小的一端(duān)滑動。因此,電機軸兩端揚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(xiàn)為轉(zhuǎn)子(zǐ)水平放置時兩端或者(zhě)說軸頸會向上(shàng)揚起。用精密水平儀測得的這個揚起值習慣上叫轉子揚度。
鑒於電機竄軸的各種原(yuán)因,在電機設(shè)計、製造(zào)和安裝過(guò)程中應規避問(wèn)題,在實際過程中通過一些必要的手段抑製和預防問(wèn)題的發(fā)生(shēng)也很關鍵。
● 軸(zhóu)與轉子的配合選擇(zé)過盈配合。如果(guǒ)因配合問題出現竄動,大多數是由於軸的加工尺寸(cùn)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(tài)大問題。
● 軸承兩端的波形彈墊沒有安(ān)裝,或波形彈墊質量存在問題。有的電機使用工況,對軸的竄動量要求相對嚴(yán)格,電機(jī)製造廠家通過增加波形(xíng)彈墊的方式解決問(wèn)題,也有的廠家對於采用密(mì)封軸承的小電(diàn)機在端蓋上增加了止動擋圈。
● 風扇產(chǎn)生的軸向(xiàng)力,即電(diàn)機運行時風對風扇葉的軸向(xiàng)力,但由此導致的竄動(dòng)量非常小。
● 軸承(chéng)與端蓋配合(hé)選擇不合適,或是由於加工質量問題導致兩者配合出現較大的間隙。