電機斷軸發生在軸伸根部和軸伸(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(jìn)行宏觀觀察和微觀分析,找出斷口裂紋源位(wèi)置及原因所在,從根本(běn)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(duàn)口疲勞條帶明顯,從外圓向中心(xīn)延(yán)伸,最終瞬(shùn)斷區麵積小(xiǎo)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(jiē)梯軸,不同階梯截麵處承受的力矩和應力是(shì)不同的。電機運行時軸受到彎扭力矩的共同作用,如果某一階梯截麵(miàn)承受應力過大,則可(kě)能最先在階梯截麵(miàn)過渡圓弧處萌發裂紋和發生斷裂,因(yīn)此找出(chū)電機軸受力危險截麵,對判斷軸斷裂(liè)原因有重要作用。
電機軸(zhóu)斷裂(liè)的原因歸納
電機軸斷裂是多個因素疊加的結(jié)果。本文列(liè)舉幾種最常見的原因:
1、製造潛在質量問題。電機軸斷(duàn)裂形式屬於(yú)低(dī)應力旋轉彎曲(qǔ)疲勞斷裂,其根(gēn)本原(yuán)因為電機軸生產加工過程中存(cún)在缺陷,如軸肩過渡圓角無工藝控製要求、焊後未(wèi)進行熱處理、堆焊層夾雜物超級,導致軸肩圓角(jiǎo)應力集中,在旋轉彎曲(qǔ)力矩的作用下產生疲勞開裂,最終導致了電機軸的(de)斷裂。
2、安裝問題。如果采用皮帶輪傳動,皮帶張緊力偏大(大於皮(pí)帶廠家(jiā)建議值(zhí)),增大了電機軸的負荷,是電機軸發生斷裂(liè)的促成因素。采用聯軸器安裝的電機,如果不能保證電(diàn)機與設備軸線的同軸度,同(tóng)樣(yàng)會導致軸疲勞斷裂。
3、幅板軸(zhóu)斷裂。排除安(ān)裝因(yīn)素外,幅板軸(zhóu)常會在幅(fú)板焊接(jiē)位置出現不(bú)規則裂紋,大多數電(diàn)機生產廠家通過(guò)退火工藝、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(gāi)類軸的斷軸問題。竄(cuàn)軸無論什麽電機(jī)在什麽時候都(dōu)不應該竄軸,稍微有一點活動(dòng)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(kě)能影響其他(tā)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)磁場中心不(bú)一致。電動機在運行時,其轉子(zǐ)將定(dìng)位於磁場(chǎng)中心(xīn),而轉子主軸與兩軸承間有一個機(jī)械中心(即電(diàn)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調(diào)整軸肩間距,當電機啟動後,轉子將自動定位於磁場(chǎng)中心(xīn),電機軸的軸向竄動,將破壞原安裝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間隙(xì)補償;如果(guǒ)超過了(le)聯軸器預留軸向間隙時,則聯軸器及被傳動軸將受(shòu)到一個軸向外加(jiā)力,造成(chéng)部件的端麵摩(mó)擦,產生發熱等(děng)有害影響。
2、對於滑動軸承電機,轉動軸係按聯(lián)軸器找中(zhōng)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(zài)一定範圍內沿軸向來回遊動,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(zǐ)在軸(zhóu)向分力的作用下克(kè)服磁場力向一側(cè)推動,導致電機轉子擋油肩胛與軸承(chéng)外側巴氏合金發生動靜摩擦。
3、電機轉子兩端的揚度(dù)不符(fú)合要求。電機轉子兩端軸頸揚(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(yáng)度小的一端滑動。因此,電機軸兩端揚度合(hé)理是消除軸向分力的關鍵。
轉子由於自(zì)重作用存在(zài)靜撓度(dù),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值(zhí)習慣上叫轉子揚度。
鑒於電機竄軸的各(gè)種原(yuán)因,在(zài)電機設計、製造和安裝過程(chéng)中應規避問題,在實際(jì)過程中通過一些必要的手段抑製和預防問題的發生(shēng)也很關鍵。
● 軸與轉子的配合選擇(zé)過盈配合。如果因配合問題(tí)出現竄動,大(dà)多數是(shì)由於軸的加工尺寸出現問(wèn)題,因(yīn)為(wéi)轉子軸孔內徑由衝模決定(dìng),理(lǐ)論上不會出現太(tài)大問題。
● 軸承兩端的波形彈墊沒有安裝,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(liàng)要求相對嚴(yán)格,電機製造廠家通過增加波(bō)形彈墊的方式解決問題,也有的廠家對(duì)於采用(yòng)密封軸承的小電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(fēng)對風扇葉的軸向力,但由此導致的竄動量非常小。
● 軸承與端蓋(gài)配合選擇不合適,或是由於加工質量問題導致兩者配合出現較大的間隙。