電機斷軸發生在軸伸根部和軸伸端軸承位根部位置的情(qíng)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(zhǎo)出斷口裂紋源位置及原因所在,從根本上使問題得到抑製。
軸斷裂麵處於軸上軸承安裝處的過渡圓角(jiǎo)區域(yù)(軸(zhóu)承安裝根部)。如(rú)果斷口(kǒu)表(biǎo)麵齊整並與(yǔ)軸向垂直,無縮頸和塑性變形(xíng)痕徑。斷(duàn)口疲勞條帶明(míng)顯,從外(wài)圓向中心延伸,最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(jiē)梯軸,不(bú)同階梯截麵處承受的(de)力矩和應(yīng)力是(shì)不同的。電機運行時軸受到彎扭力矩的共(gòng)同(tóng)作用,如果某一階梯(tī)截麵(miàn)承(chéng)受應力過大,則可能最先在階梯(tī)截麵過渡圓弧(hú)處萌發(fā)裂紋和發(fā)生斷裂,因此找出電機軸受力危險截麵,對(duì)判斷軸斷裂原因有重要作用。
電機軸斷裂的原因歸納(nà)
電機軸斷裂是多個因素疊加的結果。本文列舉幾種最常見的原因(yīn):
(1)製造潛在質量問題。電機軸斷裂形式(shì)屬於低(dī)應力旋轉彎曲疲勞斷裂,其根本原因為電機軸生產加工過程中(zhōng)存(cún)在缺陷,如軸(zhóu)肩過渡圓角無工藝(yì)控製要求、焊後未進行熱處理、堆焊(hàn)層夾雜物超級,導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斷裂。
(2)安裝問題。如果采用皮帶輪傳(chuán)動,皮帶張緊力偏大(dà)(大於皮帶廠家建議值),增大了電機軸的負荷,是電機軸(zhóu)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(bèi)軸線的同軸度,同樣會導致軸疲勞斷裂(liè)。
(3)幅板軸斷裂。排(pái)除安裝因素外,幅板(bǎn)軸常(cháng)會在幅板焊接位置出現不規則裂紋,大多(duō)數電機生產廠家通(tōng)過退火工藝、並在幅板與主(zhǔ)軸連接的兩端(duān),通過加工應力槽的方式(shì)解決該類軸的斷軸(zhóu)問題。
竄軸
無論什麽電機在什麽時候都不應該竄軸,稍微有一(yī)點活動量,對電機本(běn)身影響不大,竄動量(liàng)大到一定程度,就會有(yǒu)電流增加,電機(jī)溫(wēn)度升高(gāo),機械衝擊加大,還可能影響其他設備(bèi)等(děng)具體問題。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(yuán)因(yīn)分(fèn)析(xī)
(1)機械中心與磁場中心不一致(zhì)。電動機在運行時,其轉子將(jiāng)定位於磁場中心,而轉子主軸與兩軸(zhóu)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)。這兩個中心可能存在不一致,安裝時(shí)如果以機械中心為基準來調整軸肩間距,當電機啟動後,轉(zhuǎn)子將自動定位於(yú)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(yù)留軸向間(jiān)隙時,則聯軸器(qì)及被傳動軸將受到一個(gè)軸向外加力,造成部件的端麵摩擦,產生發熱等有害影響。
(2)對於滑動軸承電機,轉動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矩,由於電機轉子能在一定範圍內(nèi)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),使轉子在軸向分力的作(zuò)用下克服磁(cí)場力向一側推(tuī)動(dòng),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(duān)的揚(yáng)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(fèn)力的作用下克(kè)服磁場力向(xiàng)揚度小(xiǎo)的一(yī)端(duān)滑(huá)動。因此,電機軸兩端揚度合(hé)理是消除軸向分力(lì)的關鍵。
轉子(zǐ)由於自重作用存在靜撓度,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(yáng)度。
鑒於電機(jī)竄軸的各種原因(yīn),在電機設計、製造和安裝過程中(zhōng)應規避問題,在實際(jì)過程中通過(guò)一些必要的(de)手段抑製和預防問題的(de)發生(shēng)也很關鍵。
● 軸與(yǔ)轉子的配合選擇過盈配合。如果因配合問題出現竄動,大多數是由於軸的加工尺寸出現問題,因為轉子軸孔內徑由(yóu)衝模決(jué)定,理論上不會出現太大問題(tí)。
● 軸承兩端的波形彈墊沒有安裝,或波形彈墊質量存在問題。有(yǒu)的電機(jī)使用工(gōng)況,對軸的竄動量要求相對嚴格,電機製造廠家(jiā)通過增加波(bō)形彈墊的方式解決問(wèn)題,也有的廠家對於采用密封(fēng)軸承的小電機在端蓋上(shàng)增加了止動擋圈(quān)。
● 風扇(shàn)產生的軸向力,即電機運行時風(fēng)對風扇葉的軸向力(lì),但由此導致的竄動量非常小。
● 軸(zhóu)承與端蓋配合選(xuǎn)擇不合適,或是由於加(jiā)工(gōng)質量問題導(dǎo)致兩者配合(hé)出現較大的間(jiān)隙。