電機斷軸發生在軸伸根(gēn)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(xiàng),應(yīng)對軸斷裂麵進(jìn)行宏觀觀察和微觀分析,找出斷口裂紋源位置及原(yuán)因所在,從根本上使問題得到抑製。
軸斷裂麵(miàn)處於軸上軸承安裝處的過渡圓角區域(軸承安裝根部)。如(rú)果斷口表麵齊整並與軸向垂(chuí)直,無縮(suō)頸和塑性變形(xíng)痕徑(jìng)。斷口疲勞條帶明顯,從外圓向中心延(yán)伸,最終瞬斷區麵積小於(yú)軸截麵積的 15%。
電機軸力學計算(suàn)分析由於電機軸為階(jiē)梯軸,不同(tóng)階梯截麵(miàn)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(niǔ)力矩的共同作用,如果某一階梯截麵承受應力過大,則可能最(zuì)先在階(jiē)梯截麵過渡圓弧處(chù)萌發裂紋和發生斷裂,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(zhóu)斷裂的原因歸納
電機(jī)軸斷裂是多(duō)個(gè)因素疊加的結果。本文列舉幾(jǐ)種最常見的原因:
1、製造潛在質量(liàng)問題。電機軸斷裂形式屬於低應力旋轉彎曲疲勞斷裂,其根本原因為電機軸生(shēng)產加工過程中存在缺陷,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(hàn)層夾雜物超級,導致軸肩圓角應(yīng)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(zhóu)的斷裂。
2、安(ān)裝問題。如果采用皮帶輪傳動,皮帶張緊力偏大(大於皮帶廠家建議(yì)值),增(zēng)大了電機軸的負荷,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(guǒ)不能保證電機與(yǔ)設備軸線的同軸度,同樣會導致軸疲勞斷裂。
3、幅板軸斷裂。排除(chú)安裝因素外,幅板軸常會在幅板焊(hàn)接位置出現不規則裂(liè)紋,大多數電機生產廠家通過退火工藝、並在幅板與主軸連接的兩端,通過加(jiā)工應力槽的方式解決該類軸的斷軸問題。竄軸無論什麽電機在什麽時候(hòu)都不應該竄軸,稍微(wēi)有(yǒu)一(yī)點活動(dòng)量,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,電機溫(wēn)度升高,機械衝擊加大,還可能影響(xiǎng)其他設(shè)備等具體問題。
導致電機竄軸的原因分析
1、機械中心與磁場中心不一致。電動(dòng)機在運行時,其轉子將定(dìng)位於(yú)磁場中心,而轉(zhuǎn)子主軸與兩(liǎng)軸(zhóu)承間有一個機械中心(即電機(jī)轉子兩(liǎng)端軸肩(jiān)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(diào)整軸肩間距,當電機啟動後,轉子將自動(dòng)定位於磁場中心,電機(jī)軸的軸(zhóu)向竄動,將破壞原(yuán)安(ān)裝時調整好的軸向間距(jù)。當這個偏(piān)差不大時,對(duì)於齒輪式聯軸器,可(kě)以由內外齒輪套的(de)預(yù)留軸向(xiàng)間隙補償;如果超(chāo)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(wài)加力,造成部件(jiàn)的端麵摩擦(cā),產生發熱等有(yǒu)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(wù)差。軸在軸(zhóu)承中不對中的(de)偏差會對軸承增加很大的附加力矩,由於電機(jī)轉子能在一定範(fàn)圍內沿軸向來回遊動,軸係中心不正(zhèng)時,聯軸器會(huì)產生固定(dìng)方向(xiàng)的軸向分力,使轉(zhuǎn)子在軸向分力的作用下克服磁場力向一側推動,導(dǎo)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(de)揚度不符合要求。電機轉子兩端軸頸(jǐng)揚度不(bú)合理,會引起電機轉子在自身重力軸(zhóu)向分力的作用(yòng)下克服磁場力向揚度小的一端滑動。因此,電機軸(zhóu)兩端揚度合理是消除軸向分力的關鍵。
轉子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(zhóu)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(guò)程中通過一些(xiē)必要的手段抑製(zhì)和預防問題的(de)發生也很關鍵。
● 軸與轉(zhuǎn)子的配合選擇過(guò)盈配合。如果因配合問題出現竄動(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,理論上不會出現太大問題。
● 軸承兩端的波形彈墊沒有安裝,或波形彈墊(diàn)質量存在問題。有的電機使用工況,對軸的竄動量要求相對嚴格(gé),電(diàn)機製造(zào)廠家(jiā)通過增(zēng)加波形彈墊的(de)方式解決問題,也有的廠家對於采用密封軸承的小電機在端蓋上增加了止動擋圈。
● 風扇產生的軸向力,即電機運行時風對(duì)風扇葉的軸向力,但由此(cǐ)導致的竄動(dòng)量非常小。
● 軸承(chéng)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合出現較大的間隙。