一站(zhàn)式精密五(wǔ)金件加工製造
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電機斷軸發生在軸伸根部(bù)和軸伸端(duān)軸承位根部位置的情況居多。如果電機(jī)出(chū)現了軸斷裂現象,應對軸斷裂麵進行宏觀觀察和微觀分析,找出斷口裂紋源位置及原因(yīn)所在,從(cóng)根本上(shàng)使問題得到抑製。
軸斷裂麵處於軸(zhóu)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(zhěng)並與軸向垂直,無縮頸和塑性變形痕徑。斷口疲勞條帶明顯,從外圓向中心延伸,最終瞬斷區麵積(jī)小於(yú)軸截麵積的 15%。
電機(jī)軸力學計算分析由於電機軸為階(jiē)梯(tī)軸,不(bú)同階梯截麵處承受的力矩和應力是不同的。電機運(yùn)行時軸受(shòu)到彎(wān)扭力矩的共同作用,如果某一(yī)階梯截麵承受應力(lì)過大,則可能最先在階梯截麵過渡(dù)圓弧(hú)處萌發裂紋和發生(shēng)斷裂,因(yīn)此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(jī)軸斷裂的原因(yīn)歸納
電機軸斷裂是多個因(yīn)素疊加的結果。本文列(liè)舉幾種(zhǒng)最常見的原因:
(1)製造潛在質量問題。電機軸斷裂(liè)形式屬於低應力旋轉彎曲疲勞斷裂,其根本原(yuán)因為電(diàn)機軸生產加工過程中(zhōng)存(cún)在缺陷,如軸肩過渡圓角無(wú)工藝控製(zhì)要求、焊後未進行熱處理、堆焊層夾雜物超級(jí),導(dǎo)致軸肩圓角應力集中(zhōng),在旋轉彎曲力矩(jǔ)的作用下產生(shēng)疲勞開裂,最終(zhōng)導致了電機(jī)軸的(de)斷裂。
(2)安(ān)裝(zhuāng)問題(tí)。如(rú)果采用皮帶輪傳動,皮帶張緊力偏大(大於皮(pí)帶廠家建議值),增大了電機(jī)軸的負荷,是電機軸(zhóu)發生斷裂的促成因素。采用聯軸器安裝(zhuāng)的電機,如果不能保(bǎo)證電機與設備軸線的同軸度,同樣會導致軸(zhóu)疲勞斷裂。
(3)幅(fú)板軸斷裂。排除安(ān)裝因素外,幅板軸常會在幅板焊(hàn)接位置出現(xiàn)不規則裂紋,大多數電機生產廠家通過退火工藝、並在(zài)幅板與主軸連接的兩端,通過加工應力槽的方式解決該類軸(zhóu)的斷軸問題。
竄軸(zhóu)
無論什麽電機在什(shí)麽時候都不應該竄軸,稍(shāo)微有一點(diǎn)活動量,對電機(jī)本身影響不大,竄動量大到一定程度,就會有電流增加,電機溫度升高,機械衝擊加大(dà),還可能影響其他設(shè)備等(děng)具體問題。Ms.參今天與(yǔ)大(dà)夥談談電機的竄軸問題。
導致電機竄軸的原因分析
(1)機(jī)械中心(xīn)與(yǔ)磁場中心不一(yī)致。電動機在運行時,其轉子將定位於磁(cí)場中心,而轉子主軸與兩軸承間有一個機械中心(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(néng)存在不一致,安裝時如(rú)果以機械中心為基準(zhǔn)來(lái)調整軸肩間距,當電機啟動後,轉子將自動定位於(yú)磁場中心(xīn),電(diàn)機軸的軸向竄動,將破壞原安裝時調(diào)整好的軸向間距。當(dāng)這個偏(piān)差不(bú)大時,對(duì)於齒輪(lún)式聯軸器(qì),可以由內外齒輪套的預留(liú)軸向間隙補償;如果超過了聯軸器預留軸向間隙時(shí),則聯軸器及被傳動軸將(jiāng)受到一個軸向外加力,造成(chéng)部(bù)件的端麵摩擦,產生發熱等有害影響。
(2)對於滑(huá)動軸承電機,轉(zhuǎn)動軸(zhóu)係按聯軸器找中心時(shí)出現誤差。軸在軸承中(zhōng)不對中的偏差會對(duì)軸承增加很大的附加力矩(jǔ),由於電(diàn)機轉(zhuǎn)子能在一定(dìng)範圍內沿軸向來回遊動,軸係中心不(bú)正時,聯軸器會產生(shēng)固定方向的軸向分力,使轉子在(zài)軸向分力的作用下(xià)克服磁(cí)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) 電機轉子兩端的揚度不(bú)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(zài)自身重(chóng)力軸向分力的作用下克服磁場力向揚度小的一端滑動。因此,電(diàn)機軸兩端揚度合理是消除(chú)軸向分力的關鍵。
轉子由於自重作用存在靜撓度,這就表(biǎo)現為轉子水平(píng)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習慣上叫轉子揚度。
鑒(jiàn)於電機竄軸的各種原因,在電機設計、製造和安裝過程中應規避問題,在實際過程中通過一些必要的手段抑製和預防問題的發生也很關(guān)鍵。
● 軸與(yǔ)轉子的配合選擇過盈配合。如(rú)果因配合問題出現竄動(dòng),大多數是由於軸的加工(gōng)尺寸出現(xiàn)問題,因為轉子軸孔內徑由(yóu)衝模決定,理論上不(bú)會出現太大問題。
● 軸承兩端的波形(xíng)彈墊沒有安裝,或波形(xíng)彈墊質量(liàng)存(cún)在問題。有的電機使用(yòng)工況,對軸的竄動量要求相對嚴格,電機製(zhì)造(zào)廠家通過增加波形彈墊的方式解決問題,也(yě)有(yǒu)的廠家(jiā)對於采用密封軸承的小電機在端蓋上增加了止動(dòng)擋(dǎng)圈。
● 風扇產生的(de)軸(zhóu)向力,即電機運行時風對風扇葉的軸(zhóu)向力,但(dàn)由此(cǐ)導致的竄(cuàn)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導致兩者配(pèi)合出現較大的間隙。