電機斷(duàn)軸發生在軸伸根部和軸伸端軸承位根部位置(zhì)的情況居多。如果電機出現了軸(zhóu)斷裂現象,應對(duì)軸斷裂麵進行宏觀(guān)觀察和微觀(guān)分析,找出斷口裂紋源位置及原因所在,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(qū)域(yù)(軸承(chéng)安裝根部)。如果斷口表(biǎo)麵齊(qí)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,從外圓(yuán)向中心延伸,最終瞬斷區麵積小(xiǎo)於軸截麵積的 15%。
電機軸力學計算分析由於電機軸(zhóu)為階梯軸,不同階梯截麵處承受的力矩和應力是不同的。電機運行時軸受到彎扭(niǔ)力矩的共同作用,如果某一階(jiē)梯截麵承受應力過大,則可能(néng)最先在階梯截麵過渡圓弧處萌發裂(liè)紋和發生斷裂,因此找出電機軸受力(lì)危險截麵,對判斷軸斷裂原因(yīn)有重要作用。
電機軸斷裂的(de)原(yuán)因(yīn)歸納
電機軸斷裂是多個因素疊加的結果(guǒ)。本文列舉幾種最常見的原因:
(1)製(zhì)造潛在質量問題。電機(jī)軸斷裂形式(shì)屬於低應力旋轉彎曲疲勞斷裂(liè),其(qí)根本原因為電機軸生產加工過程中存在缺陷,如軸肩過渡圓角(jiǎo)無工(gōng)藝控製(zhì)要求、焊後未進行熱處理、堆焊層(céng)夾雜物超級,導(dǎo)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,最終導致了電機軸的(de)斷裂。
(2)安(ān)裝問題(tí)。如果采用皮帶(dài)輪傳動,皮帶張緊力偏大(大(dà)於(yú)皮帶廠家建議(yì)值),增大了電機軸的負荷,是電機軸發生斷裂的促(cù)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(xiàn)的同軸度,同樣會導致軸疲勞斷裂(liè)。
(3)幅板軸(zhóu)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(bú)規則裂(liè)紋,大多數電機生產廠家通(tōng)過退(tuì)火工藝、並在(zài)幅板與主軸連接的(de)兩端,通過(guò)加工應力槽的方式解決該(gāi)類軸的斷軸問題。
竄軸
無論什麽電機在什麽時候都不應該竄軸,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(jiā),電機溫度升高,機械衝擊(jī)加大,還可能影響其他(tā)設備等具體問題。Ms.參今天與大夥談談電機的竄(cuàn)軸問題。
導(dǎo)致電機竄軸的原因分析(xī)
(1)機械中心與磁場中心不一致。電動機在運行時,其轉(zhuǎn)子將定位於磁場中心,而轉子主軸與兩軸承(chéng)間有(yǒu)一個機械中心(xīn)(即電機轉子兩端軸肩與軸承(chéng)間間距相等(děng)的位置)。這兩個中心可能存在不一(yī)致,安裝時如果以機械中心為基準來調(diào)整軸肩間距(jù),當電機(jī)啟動後,轉子將自動定位於磁場中心,電機軸的軸向竄(cuàn)動,將破壞原安(ān)裝時調整好的軸向間距。當這個偏差不大時,對於齒(chǐ)輪式聯軸器,可以由(yóu)內外齒輪套的預留軸向間隙補償;如果超過了聯軸器預留軸(zhóu)向間(jiān)隙時(shí),則聯軸器(qì)及(jí)被傳動軸將受到一(yī)個軸(zhóu)向外加力,造成部件的端麵摩擦,產生發熱等有(yǒu)害影響。
(2)對於滑動軸承電機,轉(zhuǎn)動軸(zhóu)係按聯軸器找中心時出(chū)現誤差(chà)。軸在軸(zhóu)承中不對中的(de)偏差會對軸承增加很大的附加力矩,由於電機轉子(zǐ)能在一定範(fàn)圍(wéi)內(nèi)沿軸向來回遊動,軸係中心不正時,聯(lián)軸器會產生固定(dìng)方向的軸向分力,使轉子在軸向(xiàng)分力的作用(yòng)下克服磁場力向一側(cè)推動,導(dǎo)致電機轉子擋油(yóu)肩胛與軸承外側巴氏合金發生動靜摩擦。
(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,會引起電機轉子在自身重力軸向分力的作用下克(kè)服磁場(chǎng)力向揚度小的(de)一端滑動。因此,電機軸兩端揚度合理(lǐ)是消(xiāo)除軸向分力的關鍵。
轉子由(yóu)於自重作用存在(zài)靜撓度,這就表現為轉子水平放置時兩端或者說(shuō)軸頸會向上揚起。用精(jīng)密水平儀測得(dé)的這個(gè)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(shè)計、製造和安裝(zhuāng)過程中應規避問題,在實際過程中通過一(yī)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(wèn)題出現(xiàn)竄動,大多(duō)數是由於軸的(de)加工尺寸出現問題,因為轉子軸孔內徑由衝模(mó)決定(dìng),理(lǐ)論上不(bú)會出現太大問題(tí)。
● 軸承兩端的波形(xíng)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,對軸的竄動量要求(qiú)相對嚴格,電機製造(zào)廠家通過增加(jiā)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小電機(jī)在端蓋上增加了止動擋圈。
● 風扇產生的軸(zhóu)向力,即電機(jī)運行時風對風扇葉的軸向力,但由此導致的竄動量非常小。
● 軸承與端(duān)蓋配合選擇(zé)不合適,或是由於加工質量(liàng)問題導(dǎo)致兩者配合出(chū)現較大的間隙。