電機斷軸發生在軸伸根部和(hé)軸伸端軸承位根部位置的情況居多。如果電機出(chū)現了軸斷(duàn)裂(liè)現象(xiàng),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(zhì)及原因所在,從根本上使(shǐ)問題得到抑製。
軸斷裂(liè)麵處於軸(zhóu)上軸承安裝處的過渡圓(yuán)角區域(軸承安裝根部)。如果(guǒ)斷口表麵齊整並與軸向垂(chuí)直,無(wú)縮頸和塑性變形痕徑。斷(duàn)口疲勞條(tiáo)帶明顯,從外圓向中心延伸,最終瞬斷區(qū)麵積小於軸(zhóu)截麵積的 15%。
電機(jī)軸力學計(jì)算分析由於電機軸為階(jiē)梯軸,不同階梯截麵處承受的力矩和(hé)應力是不同的。電機運行時軸受到彎扭力矩的共同作用,如果某一階(jiē)梯截麵(miàn)承(chéng)受應力過大,則可能最先在階梯截麵過渡圓弧處(chù)萌(méng)發裂紋和(hé)發(fā)生斷裂,因此找出電機軸受力危險截麵,對判斷(duàn)軸斷裂原因有重要作用。
電機軸斷裂的(de)原因歸(guī)納
電機軸斷裂是多個因素疊加的結果(guǒ)。本文列舉幾種最(zuì)常見的原(yuán)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(duàn)裂,其根本原因為電機軸(zhóu)生產加工過程(chéng)中存(cún)在缺陷,如(rú)軸肩過渡圓角無工藝控製要求、焊後未進行熱(rè)處理、堆焊(hàn)層夾(jiá)雜物超級,導致軸肩(jiān)圓角應力集中,在旋轉彎曲力矩的作用(yòng)下產生疲勞開裂,最終導致了電機軸的斷裂。
(2)安裝問(wèn)題。如果采用皮帶輪傳動,皮帶張緊力偏大(大於皮(pí)帶廠家建議值),增大了(le)電機(jī)軸的負荷,是電機(jī)軸發生斷裂的促成因素。采(cǎi)用聯軸器安裝的電(diàn)機,如(rú)果不能保證電機與設備軸線的同軸(zhóu)度,同(tóng)樣會導致軸疲勞斷(duàn)裂。
(3)幅板軸斷裂。排除安裝因素(sù)外,幅板軸(zhóu)常會(huì)在幅板焊接位置(zhì)出現不規則裂紋(wén),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(duān),通過加工應力槽的方式解決該類軸(zhóu)的斷軸問題。
竄軸
無論(lùn)什麽電機在什麽(me)時候都不應該竄軸,稍微有一點活動量,對電機本身影(yǐng)響(xiǎng)不大,竄動量大到一定程度,就會(huì)有電流(liú)增加,電機溫度(dù)升高,機械衝擊加(jiā)大,還可能影響其他設備等具體問題。Ms.參今(jīn)天與大夥談談電機的竄軸問(wèn)題。
導(dǎo)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(yùn)行時,其轉子將定位於磁場(chǎng)中(zhōng)心,而轉子主軸與兩軸承間有(yǒu)一個機械中心(即電機轉子兩端軸肩與(yǔ)軸承間間距相等的位置)。這兩個中心可能存在不一(yī)致,安裝時如果以機械(xiè)中(zhōng)心為基準來調整軸肩間距,當電機啟動後,轉子將自動定位於磁場中心,電(diàn)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(qì),可以由內外齒輪套的預(yù)留軸向間(jiān)隙補償;如果超過了聯(lián)軸器預留軸向間隙時,則聯軸器及被傳動軸將受到一個軸(zhóu)向外加力,造成部件的端麵摩擦,產生發熱等(děng)有害影響。
(2)對於滑動(dòng)軸承電機,轉動軸(zhóu)係按聯軸器找中心(xīn)時出現誤差。軸在軸(zhóu)承中(zhōng)不對中的偏差會對軸承增加很大(dà)的附加力矩,由於電機轉子能在一定範圍(wéi)內(nèi)沿軸向來回遊動,軸係中心不正時,聯軸器(qì)會產生固定(dìng)方向(xiàng)的軸向分力,使轉子(zǐ)在軸向分力的作用下克(kè)服(fú)磁場力向一側推動,導(dǎo)致電機轉子擋油肩胛與軸承外側巴氏合金發生動(dòng)靜摩擦。
(3) 電機轉子兩(liǎng)端(duān)的揚度不符合要求。電機轉子兩端(duān)軸頸揚度不合(hé)理,會引起電機轉子在自身重力軸向分(fèn)力的作用下克(kè)服磁場力向揚度(dù)小的(de)一端滑動。因此,電機軸兩端揚度合(hé)理是消除軸向分力的關鍵。
轉子由於自重(chóng)作用存在(zài)靜撓度,這就表現(xiàn)為(wéi)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(gè)揚起值習慣上叫(jiào)轉(zhuǎn)子揚(yáng)度。
鑒於電機竄軸的各種原(yuán)因,在電機(jī)設計、製造和安裝過程中應規避問題,在實際過程中通過一(yī)些必要的手段抑製和預防問題的發生也很關鍵。
● 軸與轉子的配合(hé)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(de)加工尺寸出現問題,因為轉子軸孔內徑由衝模決定,理論(lùn)上不會出現太大問題(tí)。
● 軸(zhóu)承兩端的波形彈墊沒有安裝,或波形彈墊質量存在問題。有的電機使(shǐ)用工況,對軸的竄動量要求相對嚴格,電機(jī)製造(zào)廠家通過增加波形彈墊的方式解(jiě)決問題,也有的廠家對於采用(yòng)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(xiàng)力(lì),即電機運行時風對風扇葉的(de)軸向力(lì),但由此導致的竄動量非常小。
● 軸承與端蓋配合選(xuǎn)擇不合適,或是由於加工質量問題導致兩者配合出現較大(dà)的間隙。