電機(jī)斷(duàn)軸發生在(zài)軸(zhóu)伸根(gēn)部和軸伸端軸承位根部(bù)位置的情況居多。如果電機出現了(le)軸斷裂現象,應對軸斷(duàn)裂麵進行宏(hóng)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(gēn)本上使問題(tí)得(dé)到抑製。
軸斷(duàn)裂麵處於軸上軸承安(ān)裝處的過渡圓角區域(軸承安裝根部)。如果斷口表麵齊整並(bìng)與軸向垂直(zhí),無縮(suō)頸和塑性變形(xíng)痕徑。斷口疲勞條帶明顯,從外(wài)圓向中心延伸,最終瞬斷區麵積小於軸截麵(miàn)積的 15%。
電機軸力學計算分析由於電機軸為階梯軸,不同階梯截麵(miàn)處承(chéng)受的力矩和應力是不同的。電機運行時軸受到彎扭力矩的共同作用(yòng),如果某一階梯截麵承受應力(lì)過(guò)大,則可能最先在階梯(tī)截麵過(guò)渡圓弧處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(zhóu)斷裂原因有重要作用。
電機軸斷裂的原因歸納
電機(jī)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:
(1)製造潛在(zài)質(zhì)量問題。電機軸斷裂形式屬於低(dī)應力旋轉彎曲疲勞斷裂(liè),其根本原因為電機軸生產加工過程中(zhōng)存在缺陷,如(rú)軸肩過渡圓角無工藝控製要求、焊後未進行熱處理、堆焊層夾雜物超級,導致(zhì)軸肩圓(yuán)角(jiǎo)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(le)電機軸的斷裂。
(2)安裝問題。如果采用皮帶輪(lún)傳(chuán)動,皮(pí)帶張緊力偏大(大於皮帶廠家建議值),增大了電機軸的負荷,是電機軸發生斷裂的促成因素。采用聯軸器(qì)安裝的電機(jī),如果不能保證電機(jī)與設備軸線的同軸度,同樣會導致軸(zhóu)疲勞斷(duàn)裂。
(3)幅板軸斷裂。排(pái)除安裝因素外(wài),幅板軸常會在幅板焊接位置出現不規則裂(liè)紋,大(dà)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(liǎng)端,通過加工應力槽的方式解決該類軸(zhóu)的斷軸問題。
竄軸
無論什麽電機在什麽時候都不應該竄軸,稍微有一點活動量,對電機本身影響不大,竄動量大到一定程度,就會有電(diàn)流增加,電機(jī)溫度升高,機械衝擊加(jiā)大,還可能(néng)影(yǐng)響其他設(shè)備等具體問題(tí)。Ms.參今天與大(dà)夥(huǒ)談談電機的竄軸問題。
導致電機(jī)竄軸的原因分析
(1)機械中心(xīn)與磁場中心不一致。電動機在運行時,其轉(zhuǎn)子將(jiāng)定位於磁場中心,而轉子主軸與兩軸承間有(yǒu)一(yī)個機(jī)械中心(xīn)(即電機轉子兩端軸肩與軸承間(jiān)間距(jù)相等的位置)。這兩個中心可能(néng)存在不一致,安裝時如果以機械中(zhōng)心為(wéi)基準來調整軸肩間距,當(dāng)電機啟動後,轉(zhuǎn)子將自動定位於磁場中心,電(diàn)機軸的(de)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(yǐ)由內外(wài)齒輪套的預留軸向間隙補償;如果超過了聯軸(zhóu)器預留軸向間隙時,則聯軸器及(jí)被傳動軸將受到一個軸向外加力,造成(chéng)部件的(de)端麵摩擦,產生發熱等有害影響。
(2)對(duì)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(huì)對軸承增加很大的附(fù)加力矩,由於電機轉子能(néng)在一定(dìng)範圍內沿軸向來回遊動,軸係中心不正時(shí),聯軸器會產生固(gù)定方向的軸向分力,使轉(zhuǎn)子(zǐ)在軸向分力的作用下克服磁場力(lì)向(xiàng)一側推動,導致(zhì)電機轉子擋油肩胛與軸承外側巴氏合金(jīn)發生動靜摩擦(cā)。
(3) 電機轉子兩端(duān)的揚度不符合要求。電(diàn)機轉子兩端軸頸揚度不合理,會引起電(diàn)機轉子在自身重力軸向分力的作用下克服磁場力向揚度小的一端滑動。因此,電機軸兩端揚度合理(lǐ)是消除軸向分力的關鍵(jiàn)。
轉子由於自重(chóng)作用存在靜撓度,這就表現為轉(zhuǎn)子水(shuǐ)平放置時兩端或者說軸頸會(huì)向上揚起(qǐ)。用精密(mì)水平(píng)儀測得的這個揚起值習慣上(shàng)叫轉子揚度。
鑒於電機竄(cuàn)軸的(de)各種原因,在電機設計、製造和安裝過程中(zhōng)應規避問題,在實際過程中通過一些必要(yào)的手(shǒu)段抑製和預防(fáng)問題的發生也很關鍵(jiàn)。
● 軸與轉子的配合選擇過盈配(pèi)合。如果因配(pèi)合問題出現竄動,大多數(shù)是由於軸的加工尺寸出現問題,因為轉子軸孔內徑由衝模決(jué)定,理(lǐ)論(lùn)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(bō)形彈墊質量存在問題。有的電機使用工況,對軸的竄動量要求相對嚴格,電機製造廠(chǎng)家通過增加波形彈墊的方(fāng)式解決問題,也有(yǒu)的廠家對(duì)於(yú)采用密封軸承的小電機在(zài)端蓋上增加了止動擋圈。
● 風扇產生的軸向力,即電機(jī)運(yùn)行時風對風扇葉(yè)的軸向力,但由此導致的竄動量非(fēi)常小。
● 軸承與(yǔ)端蓋配合選(xuǎn)擇不合適,或是由於加工質量(liàng)問題導致兩(liǎng)者配合出現較大的(de)間隙。