電機斷(duàn)軸發生在軸伸根部和軸伸端軸(zhóu)承(chéng)位根部位置的情況居多。
如果電機出現了軸(zhóu)斷(duàn)裂現象,應對軸斷裂麵進行宏觀觀察和微觀分析,找出斷口裂紋源位置及原因所在,從根本上使問(wèn)題得到抑製。
軸(zhóu)斷裂麵(miàn)處於軸上軸承安裝處的過渡圓角區域(軸承(chéng)安(ān)裝根部)。如果斷口表麵齊整(zhěng)並(bìng)與軸向垂直,無縮頸和塑性變形痕徑。斷口疲(pí)勞條帶(dài)明顯,從外圓(yuán)向中心延伸(shēn),最終瞬斷區麵積小於(yú)軸截麵積的 15%。
電機軸力學計算(suàn)分析由(yóu)於電機軸為階梯(tī)軸,不同階梯截麵處承受的力矩和(hé)應力是不同的。電機運行時軸(zhóu)受到彎扭力(lì)矩的共同作用,如果某一階(jiē)梯截麵承受應力過大,則可能最先在階(jiē)梯截(jié)麵過渡圓弧處萌發裂(liè)紋和發生斷裂,因此(cǐ)找出電機軸受力危險截(jié)麵,對判斷軸(zhóu)斷裂原因有重要作用。
電機軸斷裂的原因歸納
電機軸斷(duàn)裂(liè)是多個因(yīn)素(sù)疊加的結果。本文列舉幾種最常見的原因:
1、製(zhì)造潛在質量問題。電機軸斷(duàn)裂形式屬於低應力(lì)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陷,如軸肩過渡圓角無工藝控製要求(qiú)、焊後未進行(háng)熱處理、堆(duī)焊層夾雜(zá)物超級,導致軸肩圓角應力(lì)集中,在旋轉彎曲力矩的作用下產生疲勞開裂,最終導(dǎo)致了電機軸的斷裂。
2、安裝問(wèn)題。如果采用(yòng)皮帶(dài)輪傳動,皮帶張緊力偏大(大於皮帶廠家(jiā)建議值),增大了(le)電機軸的負荷,是電機軸發生斷裂的促成(chéng)因素。采用聯軸器安裝的(de)電機,如果不能保證電機與設備軸線的同軸度,同樣會(huì)導致軸疲勞斷裂。
3、幅(fú)板軸斷裂。排除安裝因素外,幅板軸常會在幅板焊(hàn)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(yì)、並在幅板與主軸(zhóu)連接的兩端,通過加(jiā)工應力槽的方(fāng)式解決該類軸的斷軸問題。竄軸無論什麽電機在什麽時(shí)候(hòu)都不應該竄軸(zhóu),稍微有一點活動量,對電機本(běn)身影響不(bú)大,竄動量大到一定程度,就(jiù)會(huì)有電流(liú)增加,電機溫度升高,機械衝(chōng)擊加大,還可能影響其他設(shè)備等具體問題(tí)。
導致電機竄軸的原因分析
1、機械中心與磁場(chǎng)中心(xīn)不一致。電動機在運行時,其轉子將定位於磁場中心,而(ér)轉(zhuǎn)子主軸與兩軸承間有一個機械中心(即電(diàn)機轉子兩端軸(zhóu)肩與軸承間(jiān)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(jī)準來調整軸肩間距,當電機(jī)啟動後,轉子將(jiāng)自動定位於磁場中心,電機軸的軸向竄(cuàn)動,將破壞原安裝時調整好的軸向間距。當這個偏差不大時(shí),對於(yú)齒輪式聯軸器,可以由內外齒輪套的預留軸向間隙補償;如果超過(guò)了聯(lián)軸器預留軸向間隙時(shí),則聯軸(zhóu)器及被傳動(dòng)軸將受到一(yī)個軸向外(wài)加力,造成(chéng)部件的端(duān)麵摩(mó)擦,產生發(fā)熱等有害(hài)影(yǐng)響。
2、對於滑動(dòng)軸承電機,轉動(dòng)軸係按聯軸器找中心時出現誤差。軸在軸承中不對中的偏差會對軸承增加很大的附加力(lì)矩,由於電機(jī)轉子能(néng)在一定範圍內沿軸向來回遊動,軸係中心不正時,聯軸器會產生固定方向的軸向分力,使轉子在軸向分力的(de)作用下克(kè)服磁場力向一側推(tuī)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不符合要(yào)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(lì)軸(zhóu)向分力的作用下(xià)克服磁場力向揚度小的一端(duān)滑動。因此,電機軸兩(liǎng)端揚度合理是消除軸向分力的關鍵。
轉子由於自重作用(yòng)存在靜撓度,這就表現為轉子水平放置時兩端或者說軸頸會(huì)向上揚起。用精密(mì)水平儀測得的這個揚起值習慣上叫轉子揚度。
鑒於電(diàn)機(jī)竄軸的各種原因,在電機設計、製(zhì)造和安裝過程中應(yīng)規避問題,在實際過程中通過一些必要的手段抑製和預防問題的發(fā)生也很關鍵。
● 軸與轉子的配合選擇(zé)過盈配合。如果因配合(hé)問題出現竄動,大多數是由(yóu)於軸(zhóu)的加工尺寸出現問題,因為轉(zhuǎn)子軸(zhóu)孔內徑由衝模決定,理論上不會出現太大問題(tí)。
● 軸承兩端的波形(xíng)彈墊沒有安(ān)裝,或波形彈墊質量存在問(wèn)題(tí)。有的電機使用(yòng)工況,對軸的竄動(dòng)量要求相對嚴格,電(diàn)機製造廠家通(tōng)過增加波形彈(dàn)墊的方式解決(jué)問題,也有的廠家對於采用密封軸承的小電機在(zài)端蓋(gài)上增加了止動擋圈。
● 風扇產生(shēng)的軸向力,即電機運行時風對風扇葉的軸向力,但由此導致的竄(cuàn)動量非常小。
● 軸承與端蓋配合選擇不合(hé)適,或是由於加工(gōng)質量問題導致兩者配合出現較大的(de)間(jiān)隙。