電機斷軸發生在軸伸根(gēn)部和軸伸端軸承位根部位(wèi)置的情況居多。
如果(guǒ)電機出現了軸斷(duàn)裂現象(xiàng),應(yīng)對軸斷裂麵進行宏觀觀察和微觀分析,找出斷口裂紋源位置及原因所在,從根本上使問題得到抑製。
軸斷裂麵處於軸上軸承安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垂直,無縮頸和塑性變形痕徑。斷口疲勞(láo)條帶(dài)明顯,從外圓(yuán)向中心延伸,最終瞬斷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(wéi)階梯軸(zhóu),不同階梯(tī)截麵處承受的力矩和應力是不同(tóng)的。電機運行時軸受(shòu)到彎扭(niǔ)力矩(jǔ)的共同作用,如果某一階(jiē)梯截麵承受應力過大,則可能最先在階梯截麵過渡圓弧處萌發裂紋和發生斷裂,因此找出電機軸(zhóu)受力危險(xiǎn)截麵,對判斷軸斷裂原因有重(chóng)要作用。
電機軸斷裂的原因歸納
電機軸斷裂是多個因素(sù)疊加的結(jié)果。本文(wén)列(liè)舉幾種最常見的原因:
1、製造潛在質(zhì)量問題。電機軸(zhóu)斷裂形式屬於低應力旋轉彎曲疲勞斷裂,其根本(běn)原因為電機(jī)軸生產加工過程中存在缺陷(xiàn),如軸肩過渡圓(yuán)角無工藝控(kòng)製要(yào)求、焊後未進行熱處理、堆焊層夾雜物超級,導致軸(zhóu)肩圓角應力集中,在旋轉彎曲力矩的作(zuò)用下產生疲勞開裂,最終導致了電機(jī)軸的斷裂。
2、安裝問(wèn)題。如果采用皮帶輪傳動,皮(pí)帶張緊力偏大(dà)(大(dà)於皮帶廠(chǎng)家建議值),增大了電機軸的負(fù)荷,是電機軸(zhóu)發生斷裂的促成因素。采用聯軸器(qì)安裝(zhuāng)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,幅板軸常會在幅板(bǎn)焊接位置出現不規則(zé)裂紋,大(dà)多數電(diàn)機生產廠家通(tōng)過退火工藝、並在幅板(bǎn)與主軸連接的兩端,通過加工應力槽(cáo)的方式解決該類軸的斷軸問(wèn)題(tí)。竄軸無論什麽電機在什麽時候都不應該竄軸(zhóu),稍微有一點活動量,對電(diàn)機本身(shēn)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(jī)加大,還可(kě)能(néng)影響其他設備等具體問題(tí)。
導致電機竄軸的原因分析
1、機械中心(xīn)與磁場中心不一致。電(diàn)動機在運行時(shí),其轉(zhuǎn)子將定位於磁場中心(xīn),而轉子主(zhǔ)軸與兩軸承間有一個機械(xiè)中心(即(jí)電機轉子兩端軸肩與軸承間間距相等的位置)。這兩個中心可能存在不一致,安裝時如果以機械中心為基準來(lái)調整軸肩間距,當電機啟動後,轉子將自動定位於磁場中心(xīn),電機軸的軸向竄動,將破壞原安裝時調整好(hǎo)的軸向間距。當這個偏差不大時(shí),對於齒輪式聯軸(zhóu)器,可以由內外(wài)齒輪套的預留軸向間隙補償;如果超過了聯軸器預留軸向(xiàng)間隙時,則聯軸器及被傳(chuán)動軸將受到一個(gè)軸向外加力,造成部件的端麵摩擦,產生(shēng)發熱等有害影響。
2、對於滑動軸(zhóu)承(chéng)電機,轉(zhuǎn)動軸係按聯(lián)軸器找中心時出現誤差。軸(zhóu)在軸承中不對中的偏差會(huì)對軸承增加(jiā)很大的附加力矩(jǔ),由於(yú)電機(jī)轉子能在一定範圍內沿軸向來回遊(yóu)動,軸(zhóu)係中心不正(zhèng)時,聯軸器(qì)會產生固定方向的軸向分力,使轉子在軸(zhóu)向分力的作用下克(kè)服磁場力向一側推動,導致(zhì)電機轉子擋油(yóu)肩胛與軸承(chéng)外側巴氏合金發生動靜摩擦(cā)。
3、電機轉子兩端的揚度不符合要求(qiú)。電機轉子兩端軸(zhóu)頸揚度不合理(lǐ),會引起電(diàn)機轉(zhuǎn)子在自身重力軸向分力的作用下克服磁場力向揚(yáng)度小(xiǎo)的(de)一端滑動。因此,電機(jī)軸兩端揚度合理是消除軸向(xiàng)分力的關鍵。
轉子由於(yú)自重作用存在靜撓度,這就(jiù)表現為轉子水平放(fàng)置時兩端或者說軸(zhóu)頸會向上揚起。用精密水平儀測得的(de)這個揚起值習慣上叫轉子揚度。
鑒於電機竄軸的各種原因,在電機設計、製造和安(ān)裝過程中應規避問(wèn)題,在(zài)實際(jì)過程中通過一些必要的手段抑製和預防問(wèn)題的發生也很關鍵。
● 軸與轉子(zǐ)的配合選擇過(guò)盈配合。如果因配合問題出現竄動,大多(duō)數是由於軸(zhóu)的加(jiā)工尺寸出現問(wèn)題,因為轉子(zǐ)軸孔內徑由衝模決定,理論上不會出(chū)現太大問題。
● 軸承兩端的(de)波形彈墊沒有安裝(zhuāng),或波形(xíng)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格,電(diàn)機製造廠家通過增加波形彈墊的方式解決問題,也有的廠家對於采用密封軸承的(de)小電(diàn)機在端蓋上增加了止動擋圈。
● 風扇產生的軸向力,即電機運行時風對風扇(shàn)葉的軸(zhóu)向力,但由此導致的竄動量非常小。
● 軸承(chéng)與端蓋配合選擇不合適,或是由於(yú)加工質量問題導致兩(liǎng)者配合出現較大的間隙。