電(diàn)機斷軸發(fā)生在軸伸(shēn)根部和軸伸端軸承位根部位置的情況居多(duō)。
如果電機出現了軸斷裂現象,應對(duì)軸斷裂麵進行宏觀(guān)觀察(chá)和微觀分(fèn)析,找出斷口裂紋源位置(zhì)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(yù)(軸(zhóu)承安裝根部)。如果斷口表(biǎo)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(cóng)外圓向中心延(yán)伸,最終瞬斷區麵積(jī)小於軸截麵積的 15%。
電機(jī)軸力(lì)學計算分(fèn)析由(yóu)於電機軸為階梯軸,不同階(jiē)梯截麵處(chù)承受的力矩和(hé)應力是不同的。電機運行時軸受到彎扭力矩的共同作(zuò)用,如果某一階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(hé)發生斷裂,因此找(zhǎo)出電機軸受力危險截麵,對判斷軸(zhóu)斷裂(liè)原因有重要作用。
電機軸斷裂的原因歸納
電機軸(zhóu)斷裂(liè)是多個因素疊加的結果。本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低應力旋轉彎曲疲(pí)勞斷裂,其根本(běn)原因(yīn)為電機軸生產加工過程中存(cún)在缺(quē)陷,如軸肩過渡圓角無工藝控製要求、焊後未進行熱處理、堆焊層夾雜物超級,導(dǎo)致軸肩圓角應力集中(zhōng),在旋轉彎曲力矩的作用(yòng)下產生(shēng)疲勞開裂(liè),最終導致了電機軸的斷裂。
2、安裝問題。如果采用皮帶輪傳動(dòng),皮帶張緊力偏大(大於皮帶廠家建議值),增大了電機軸的負荷,是電機軸發生斷裂的促成因素。采(cǎi)用聯軸(zhóu)器安(ān)裝的電機,如(rú)果不能保證電機與(yǔ)設備(bèi)軸線(xiàn)的同軸度,同樣會導(dǎo)致軸疲勞斷裂。
3、幅板(bǎn)軸斷裂。排除(chú)安裝因素外,幅板軸常會在幅板焊接位置出現不規則裂紋,大多數電機生產廠家通過退火工藝、並在幅板與主(zhǔ)軸連(lián)接的兩端,通過(guò)加工應力槽的方式解決該類(lèi)軸的斷軸問題。竄軸無論什麽電(diàn)機在什麽時候都不應該竄軸(zhóu),稍微(wēi)有一點活動量,對電機本身影響不大,竄動量大到一定程(chéng)度,就會有電流增加,電機溫度升高,機械衝擊加大,還可能影響其他設備等具體問(wèn)題。
導致電機竄軸的原因分析
1、機械中(zhōng)心與(yǔ)磁場(chǎng)中心(xīn)不一致。電動機(jī)在運行時,其轉子將定位於磁場中心,而轉子主軸與兩軸承(chéng)間有一個機(jī)械中心(即電機轉子兩端軸肩與軸承(chéng)間間距相等的位置)。這兩個中心可能(néng)存在不一致,安裝時(shí)如果以機械中心為基準來調整軸肩間距,當電機啟(qǐ)動(dòng)後,轉子將自動定位於(yú)磁場中心,電機軸的軸向竄動,將破(pò)壞原安裝時(shí)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(yóu)內外齒輪套的預留軸向(xiàng)間隙補償;如果超過了聯軸器預留軸向間隙時,則(zé)聯軸器及被傳動軸將受到一個軸向外加力,造成(chéng)部件的端麵摩擦,產(chǎn)生(shēng)發熱等有害影響。
2、對於滑動軸承電機(jī),轉動軸係按聯軸器找中心時出(chū)現誤差(chà)。軸在軸承中不對中的偏差會對軸承(chéng)增加很大的附加力矩,由於(yú)電(diàn)機轉子能在一定範(fàn)圍內沿軸向來回遊動,軸係中心不正時,聯軸器會產(chǎn)生固(gù)定方向的軸向分力,使轉子在(zài)軸向分力的作用下克服磁場力向一側(cè)推動,導致電機轉子擋油肩胛與(yǔ)軸承外側巴氏(shì)合金發生動靜摩擦。
3、電機轉子兩端的揚度不符合要求。電機轉子兩端軸頸揚度不合理,會引(yǐn)起電機轉子在自身重力軸向分(fèn)力的作用下克服磁場力向揚度(dù)小的一端滑動(dòng)。因此,電機軸(zhóu)兩端揚度合理是消除軸向分力的關鍵(jiàn)。
轉子(zǐ)由於自重作用存在靜撓度,這就表現為轉子水平(píng)放置時兩端或者說軸頸會向(xiàng)上揚起。用精密水平儀測得的這個揚起值習(xí)慣上叫轉子揚度。
鑒於電機竄軸的各種原因,在電(diàn)機設計、製造和安(ān)裝過(guò)程中應規避問題,在實際過程中(zhōng)通過一些(xiē)必要的手段抑製和預防問題的發生也(yě)很關鍵。
● 軸與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(yīn)為轉子(zǐ)軸孔內徑由(yóu)衝模決定,理論上不會出現太大問(wèn)題。
● 軸承兩端的波(bō)形彈墊沒有安裝,或波形彈墊質量存在問題(tí)。有的電機使用工況,對軸的竄(cuàn)動量要求相對嚴格,電機製造(zào)廠家通過增加波形彈(dàn)墊的方式解決問題,也(yě)有的廠家對於采用密封軸承的小電機在端(duān)蓋上(shàng)增(zēng)加了止動擋圈。
● 風(fēng)扇產生的軸向力(lì),即電機(jī)運行時風對風扇葉的(de)軸向力,但由(yóu)此(cǐ)導致的竄動量非常小(xiǎo)。
● 軸承與端(duān)蓋配合選擇不合適,或是由於加工質(zhì)量問題導致兩者配合出現較大的間隙。