電機斷軸發生在軸伸根部和軸伸端軸承位根部位置的(de)情(qíng)況居(jū)多(duō)。
如果電機出現了軸斷裂現象,應對軸斷裂(liè)麵(miàn)進行宏觀觀察和微觀分析,找出斷口裂紋源位置及原因所(suǒ)在,從根本(běn)上使問題得到抑製。
軸斷裂麵處於軸上(shàng)軸承安裝處的過渡圓(yuán)角區域(軸承(chéng)安裝根部)。如果斷口表麵齊整並與軸向垂直(zhí),無縮頸(jǐng)和塑性變形痕徑。斷口疲勞條帶明顯,從外圓向中心延(yán)伸,最終瞬(shùn)斷區麵積小於軸截麵積的 15%。
電機軸力學計算分析由(yóu)於電機軸為階梯軸(zhóu),不同階梯截麵處承(chéng)受的力矩和應力是(shì)不同的(de)。電機運行(háng)時軸受到彎扭力矩的共同(tóng)作用,如果某一階梯(tī)截麵承受應(yīng)力過大,則可能最先(xiān)在階梯截麵過渡圓(yuán)弧處萌(méng)發裂紋和發生斷裂,因此找(zhǎo)出電機軸受力危險截麵,對判斷軸斷(duàn)裂原因有重要作用。
電機軸斷裂的原因歸納
電機軸斷裂是多個因素疊加的結果。本文列舉幾種(zhǒng)最(zuì)常見的原因:
1、製造潛在(zài)質量問題。電機軸斷裂形式屬於低(dī)應力旋轉彎曲疲勞斷裂,其根本(běn)原因為電機軸生產加工過程中存在缺陷,如軸肩過(guò)渡圓角無工藝控製要求、焊後未進行熱處理、堆焊層(céng)夾雜物超級,導致軸肩圓角應力集中,在旋轉彎曲力矩的作(zuò)用下產生疲(pí)勞開裂,最終導致了電機(jī)軸(zhóu)的斷裂。
2、安裝問題。如果采用皮帶(dài)輪傳(chuán)動,皮帶張緊(jǐn)力偏大(大於皮帶廠家建議值),增大了電機軸(zhóu)的負荷,是電機軸發生斷裂的促成因素。采用聯軸器安裝的電機,如果不能保證電機與設備軸(zhóu)線的同軸度,同樣會導致軸疲勞斷裂。
3、幅板軸斷裂(liè)。排(pái)除安裝因素外,幅板軸常會在幅板焊接(jiē)位置出現不規則裂紋,大多數電機生產廠家通過退火(huǒ)工藝、並在幅板與主軸連接的(de)兩端,通(tōng)過加工應(yīng)力槽的(de)方式解決該類軸的斷軸問(wèn)題。竄軸無論什麽電機在什(shí)麽時候都不應該竄軸,稍微有一點活動量(liàng),對電機本身影響不大,竄動量大到一定程度,就會有電流增加(jiā),電機溫(wēn)度升高,機械衝擊加大,還可能影(yǐng)響其他設備等具體(tǐ)問題。
導致電(diàn)機竄軸(zhóu)的原因分析(xī)
1、機械中(zhōng)心與磁場(chǎng)中心不(bú)一致。電(diàn)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間(jiān)有一個機械中心(即電(diàn)機轉子兩端軸肩與軸承間間距相等的位置(zhì))。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(lái)調整軸肩間距,當電機啟動後,轉子將自動定位於磁場中心,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受到一個軸向外加力,造成部件的端麵摩擦,產(chǎn)生發(fā)熱等有害影響。
2、對於滑動軸承電機,轉動軸係按(àn)聯軸器找中(zhōng)心時出現誤差。軸在軸承中不對(duì)中的偏差會對軸承增加很大的附加力矩,由(yóu)於電機轉子能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(lì),使轉子在軸(zhóu)向分力的作用下克服磁(cí)場力向一側推動,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(mó)擦。
3、電機轉子兩端的揚度不符合要(yào)求(qiú)。電機轉子兩(liǎng)端軸頸揚(yáng)度不合理,會引起電機轉子在自(zì)身重力軸向分力的作用下克服磁場力向揚度小的一端滑(huá)動(dòng)。因此,電機軸兩端揚度合理是(shì)消除(chú)軸(zhóu)向分力的關鍵。
轉子由於自重作用(yòng)存在靜撓度(dù),這就表(biǎo)現為轉子水平放置時兩端或者說軸頸會(huì)向上揚起。用精密水平儀測得的這(zhè)個揚起值習慣上叫轉子揚度。
鑒於電機竄軸的各種原(yuán)因,在電機設計、製造和安裝過程中應規(guī)避問題(tí),在實際過程中通過一些必要的手段(duàn)抑製和預防問題的發(fā)生也(yě)很關鍵。
● 軸與轉子的配合選擇過盈配合。如(rú)果因配合問題出現(xiàn)竄(cuàn)動(dòng),大多數是由於軸的加工尺寸出現(xiàn)問題,因為轉子軸孔內徑由衝模決定,理論上(shàng)不會出現太大問題。
● 軸承兩端的波形彈(dàn)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(cuàn)動量要求(qiú)相(xiàng)對嚴格(gé),電機製造廠家(jiā)通過增加波(bō)形彈墊的方式解決問題(tí),也有的廠家對於采用密封軸承的小電機(jī)在端(duān)蓋上(shàng)增加了止動擋圈。
● 風扇產生(shēng)的軸向(xiàng)力,即電(diàn)機運行時風對風扇葉(yè)的軸向力,但由此導致的竄動量非常小(xiǎo)。
● 軸承與端蓋配合選擇不合適,或是由於(yú)加(jiā)工質量問題導致兩者配(pèi)合(hé)出現較大的間隙。