電機(jī)斷軸發生在軸伸根部和軸伸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,應對軸斷裂麵進行宏觀觀察和微觀分析,找出斷口裂紋源位置及(jí)原(yuán)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(chéng)安裝處的過渡圓(yuán)角區域(軸承安裝(zhuāng)根部)。如果斷口表麵齊整並與(yǔ)軸向垂直,無縮頸和塑性變形痕徑。斷口疲(pí)勞(láo)條帶明顯,從外圓向中心延伸,最(zuì)終瞬斷區麵積小於軸截麵積的 15%。
電機軸力學計算(suàn)分析由於電機軸為階梯軸,不同階梯截麵處承受的力矩和(hé)應力是不(bú)同的。電機運行時軸受到彎扭力矩的共同作用,如(rú)果某一階梯截麵承受應力過大,則可能最先在階梯(tī)截麵過渡圓弧處萌(méng)發裂紋和發生(shēng)斷裂,因此找出電機軸受力危險截麵,對判斷軸斷裂原因有重要作用。
電機軸斷裂的原因歸納
電(diàn)機(jī)軸斷裂(liè)是多個因素疊加(jiā)的(de)結果。本文列(liè)舉(jǔ)幾(jǐ)種最常見的原因:
(1)製造潛在質量問題。電機軸斷裂形式屬於低應力旋轉彎曲疲勞斷裂,其根(gēn)本原因為電機軸生產加工過程中存在(zài)缺陷,如軸(zhóu)肩過渡圓角無工藝(yì)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(jiān)圓角應力集中,在旋轉彎曲力(lì)矩的作用下產生疲勞開裂,最(zuì)終導致了電機軸的斷裂。
(2)安裝問題。如果采用(yòng)皮帶輪傳(chuán)動,皮帶張緊力偏大(dà)(大於皮帶廠家建議值),增大了電機軸的負(fù)荷,是電機(jī)軸發生斷裂的促成因素(sù)。采用聯軸器安(ān)裝的電機,如果不能保證(zhèng)電機與設(shè)備(bèi)軸線的(de)同(tóng)軸度,同樣會導致軸疲勞斷裂。
(3)幅板軸斷裂。排除安裝因素外,幅板(bǎn)軸常會在幅板焊接位置出現不規則裂紋(wén),大多數電機生產廠家通過退火工藝(yì)、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類軸的(de)斷軸問題。
竄軸(zhóu)
無論什麽電機在什麽時候都不(bú)應該竄軸,稍微有一點活動量,對電機本身影響不大,竄動量大到一(yī)定程度(dù),就會有電流增(zēng)加,電機溫度升高(gāo),機械衝擊加大,還可能(néng)影響其他設備等具體(tǐ)問(wèn)題。Ms.參今天與(yǔ)大夥談談電機的竄軸問題。
導致電機竄軸的原因分析
(1)機械(xiè)中心與磁場中心不一致。電動機在運行時,其轉子將定位於磁場中心,而(ér)轉子主軸與(yǔ)兩軸承間(jiān)有一個機械中心(即電機轉子兩端軸肩(jiān)與(yǔ)軸承間間距相(xiàng)等的(de)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(wéi)基準來調整(zhěng)軸肩(jiān)間距,當電機啟動(dòng)後,轉子將自動定(dìng)位於磁場(chǎng)中心,電(diàn)機軸的軸向竄(cuàn)動,將破壞原安裝時調整好的軸向間距(jù)。當這個偏差不大時,對於齒輪式聯軸器,可以由內(nèi)外齒(chǐ)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,則聯軸器及被傳動軸將受到一個軸向外加力(lì),造成部(bù)件的端麵摩擦(cā),產生發熱等(děng)有(yǒu)害影響。
(2)對於滑動軸承電機,轉(zhuǎn)動軸係按聯軸器找中心(xīn)時出現誤差(chà)。軸在軸承中不對中的偏差會對軸承增加很大的附加(jiā)力(lì)矩(jǔ),由於電機轉子能在一定範圍內沿軸向來回遊(yóu)動,軸係中心不正時,聯軸器會產生固定方(fāng)向的(de)軸向分力,使轉子在(zài)軸(zhóu)向分力的作用下克服磁場力向(xiàng)一側推動,導(dǎo)致電機轉子擋油肩(jiān)胛與軸承外側巴氏合金(jīn)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,會引起電機轉子在自身重力軸向分力的(de)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(duān)揚(yáng)度(dù)合理是(shì)消除軸向分力的關鍵。
轉子由於自重作用存在(zài)靜撓度,這就表現為轉子水平放置(zhì)時(shí)兩端或者說(shuō)軸頸會向(xiàng)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(diàn)機竄軸的各種原因,在(zài)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。
● 軸與轉子的配合選擇過(guò)盈配合。如果因配合(hé)問題(tí)出(chū)現(xiàn)竄動,大多數是由於軸的加工尺寸出現問題,因為(wéi)轉子軸孔內徑由衝模決定,理(lǐ)論上不會出現太大問題(tí)。
● 軸承兩端的波形彈墊(diàn)沒有安裝,或波形彈墊(diàn)質量(liàng)存在問(wèn)題。有的電機使用工況,對(duì)軸的竄動量要求相對嚴格,電機製造廠家通(tōng)過增加波形彈墊的方式解決問題,也(yě)有的廠家(jiā)對(duì)於采用密封軸承的小(xiǎo)電機在端蓋上增加了止動擋圈。
● 風扇產生的軸(zhóu)向力,即電機運行(háng)時風對風扇葉的軸向力(lì),但由此(cǐ)導致的竄動(dòng)量非常小。
● 軸承與端蓋配合選擇不合(hé)適,或是由於加(jiā)工質量問題(tí)導致兩者配合出現較(jiào)大的間隙。