電機斷軸發生(shēng)在(zài)軸伸根部和軸伸(shēn)端軸承位根部位置的情況居多。如果電機出現了軸斷裂現象,應對軸斷裂麵進行宏觀觀察和微觀分析,找出斷口裂(liè)紋源位置及原因所在,從根本上使問題(tí)得到抑製。
軸斷(duàn)裂麵處於軸上軸承安裝處的過渡(dù)圓角區域(軸承安裝根部(bù))。如果斷口表麵齊整並與軸向垂直,無縮頸和(hé)塑性(xìng)變形痕徑。斷口疲勞條帶明顯,從外圓向中心延伸,最終瞬斷(duàn)區麵(miàn)積小於軸(zhóu)截麵積的 15%。
電機軸力學計(jì)算分析由於電機軸為階梯軸,不同階梯截麵處(chù)承受(shòu)的力矩和應力是不同(tóng)的。電機運行時(shí)軸(zhóu)受到彎扭力矩的共同作用(yòng),如果某一階梯截麵(miàn)承受應力過大,則可能最先在(zài)階梯截麵過渡圓弧處萌發裂紋和發生斷(duàn)裂,因此找出電(diàn)機軸受力危險截麵,對(duì)判斷軸斷裂原因有重要作用(yòng)。
電機軸斷裂的原因歸納
電(diàn)機軸斷裂是多個因(yīn)素疊加的結果。本文列舉幾種最常見的原因:
(1)製造(zào)潛在質量問(wèn)題。電機軸(zhóu)斷裂形式(shì)屬(shǔ)於(yú)低應力旋轉彎曲疲勞斷裂,其根本原因為電機軸生產加工過程中存在缺(quē)陷,如軸肩(jiān)過渡圓角無工藝控製要求(qiú)、焊後未進行熱處理、堆焊層夾雜物超級,導致軸肩圓角應力集中,在旋轉彎曲力矩的作用下產生疲勞開裂,最終導致(zhì)了電機軸的斷裂。
(2)安裝問(wèn)題。如果(guǒ)采(cǎi)用皮(pí)帶輪傳動,皮帶張緊力偏大(大於皮帶廠家建議值),增大了電機軸的(de)負荷,是(shì)電機軸發生斷裂的促成因素。采(cǎi)用聯軸器安裝(zhuāng)的電機,如果不(bú)能保(bǎo)證電機與設備軸線的同軸度,同樣會導致軸疲勞斷裂。
(3)幅(fú)板軸斷裂。排除安裝因(yīn)素外,幅板軸常會在(zài)幅板焊接位置出現不規則裂紋,大(dà)多數電機生產廠家通過退火工藝、並在幅板與主(zhǔ)軸連接的(de)兩端,通過加工應力槽的方式解決該類軸的斷軸問題。
竄軸
無論(lùn)什麽電機在什麽時候(hòu)都不應該竄軸,稍微有一(yī)點活動量,對電機本身影響不大,竄動量大到一定程度,就(jiù)會有電流增加,電機溫度升高(gāo),機械衝擊(jī)加大,還可能影響(xiǎng)其他設備等具體問題。Ms.參今(jīn)天與大夥談談電(diàn)機(jī)的竄軸問題。
導致(zhì)電機竄軸的原因分析
(1)機械中心與磁場中心不一致(zhì)。電動機在運行時,其轉子將定位於磁場(chǎng)中(zhōng)心,而轉子主軸與兩軸承(chéng)間有一個(gè)機械中心(即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(yī)致,安(ān)裝時如果以機械(xiè)中心為基(jī)準來調整軸肩間距,當電機啟動後,轉(zhuǎn)子將自動定位於(yú)磁場中心,電機軸的軸向竄(cuàn)動,將破壞原安裝時調整(zhěng)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(wài)齒輪套的預留軸向間(jiān)隙補(bǔ)償;如果超過了聯軸(zhóu)器預留軸向間隙時,則(zé)聯軸器及(jí)被傳動軸將受(shòu)到(dào)一個軸(zhóu)向外(wài)加力,造成部件的端麵摩擦,產(chǎn)生(shēng)發熱等有害(hài)影響。
(2)對於滑(huá)動軸(zhóu)承電機,轉動軸係按聯軸器找中心時出現誤差。軸在軸承(chéng)中不對中的偏差會對軸承增加很大的附加力矩(jǔ),由於電機轉子(zǐ)能在一定範圍(wéi)內(nèi)沿(yán)軸向來回遊動,軸係中(zhōng)心不正時,聯軸器會產生固(gù)定方向的軸向分力,使轉子在軸向分力的作用下克服(fú)磁場力向一側推動,導致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)機轉子兩端的揚(yáng)度不符合要求。電機(jī)轉子兩端軸頸揚度不合理,會引起電機轉(zhuǎn)子在自身重力軸向分力的作用下克服磁場力向揚度(dù)小的一(yī)端滑動。因此,電機軸兩端揚度合理是消除軸(zhóu)向分力的(de)關鍵。
轉子由於自重作用存在靜撓(náo)度,這就表現為轉子水平放置時兩端或者說軸(zhóu)頸會向(xiàng)上揚起。用精密水平儀測得(dé)的這個揚起值(zhí)習慣上叫(jiào)轉子揚度。
鑒於電機竄軸(zhóu)的各種原因,在電機設計、製造和安裝過程中應規避問題(tí),在實際過程中通過一些必要的手段抑製和預防問題的發生也很關鍵。
● 軸與(yǔ)轉子的配合選擇過盈配合。如果因配合問題出現竄動,大多數是由於軸的加工尺寸出現問題,因為轉子(zǐ)軸孔內徑由衝模決定(dìng),理論上不會出現太大問(wèn)題。
● 軸承兩(liǎng)端的波形彈墊沒有(yǒu)安裝,或波形彈墊質量(liàng)存在問題。有的電機使用工況,對(duì)軸的竄動量要求相對嚴格,電機製造廠家通過增加波形彈(dàn)墊的方式解決(jué)問題,也有的(de)廠家對於采用密封軸承的小電(diàn)機在端蓋上增加了止動擋圈。
● 風扇產生(shēng)的軸向力,即電機運行時(shí)風對風扇葉的軸向力,但由(yóu)此導致的竄動量非常小。
● 軸承與端蓋配合選擇不合適,或是由於加工質量問題(tí)導致兩者配合出現較(jiào)大的間隙。