電機斷軸發生在軸伸根部和軸伸端軸承位根部位置的(de)情況居多。如果電機出現了軸斷裂現象,應對(duì)軸斷裂麵進行宏觀觀察和微(wēi)觀分析,找出斷口裂紋源位(wèi)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(chù)的過(guò)渡圓角區域(軸承安裝根部)。如果斷(duàn)口表(biǎo)麵齊整(zhěng)並與軸向垂(chuí)直,無縮頸和塑性(xìng)變形痕徑。斷口疲勞條帶明顯,從外圓向(xiàng)中心延伸,最終瞬斷區麵積小(xiǎo)於軸截麵積的 15%。
電機(jī)軸力學計算分析由於電機軸(zhóu)為階梯軸,不同階梯(tī)截麵處承受的(de)力(lì)矩(jǔ)和應力是不同的。電機運行時軸受到彎扭力矩的共同作(zuò)用,如果某一階梯截麵承受應力過大,則可能最先在階梯截麵(miàn)過渡圓弧處萌發裂紋和發(fā)生斷裂,因此找出電(diàn)機軸受力危險截麵,對判斷軸斷裂原(yuán)因有重要作(zuò)用。
電機軸斷裂的原因歸納
電機軸斷裂是多(duō)個因素疊加的結果。本文列(liè)舉幾種最常見(jiàn)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(wān)曲(qǔ)疲勞斷裂,其根本原(yuán)因為電機軸生產加工過程中存在缺陷,如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,導致軸肩(jiān)圓角應力(lì)集中,在旋轉彎曲力(lì)矩的作用下產生疲勞(láo)開裂,最終導致了電機(jī)軸(zhóu)的斷裂。
(2)安裝問題。如果采用皮帶輪傳(chuán)動,皮帶張緊(jǐn)力偏大(大於皮帶廠家建議值(zhí)),增(zēng)大了電機軸(zhóu)的負荷,是電機軸發生斷(duàn)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軸線的同軸度,同樣會導致(zhì)軸疲勞斷裂。
(3)幅板軸(zhóu)斷裂。排除安裝因素外,幅板軸常會在(zài)幅(fú)板焊接(jiē)位置出現不規則裂紋,大多數電機生產廠家通(tōng)過退火工藝、並(bìng)在幅板與(yǔ)主(zhǔ)軸連接的兩端,通過加工應力槽的方式解決(jué)該(gāi)類(lèi)軸的斷軸(zhóu)問題。
竄軸
無論(lùn)什麽電機在什麽時候都不應該竄軸,稍微有(yǒu)一點活動量,對電機本身影響不(bú)大,竄動量大到一(yī)定程度,就(jiù)會有電流增加,電機溫度升(shēng)高,機械(xiè)衝(chōng)擊加大,還可(kě)能影響其他設備等具體問題。Ms.參今天(tiān)與大夥(huǒ)談談電機的竄軸(zhóu)問題。
導致電機竄軸的原因(yīn)分析(xī)
(1)機械中心與磁場中心不一致。電動機在運行時,其轉子將定位(wèi)於磁場中心,而轉子主軸與兩軸承間有一個機械中心(即電機轉(zhuǎn)子(zǐ)兩端軸肩與軸承間間距相(xiàng)等的位置)。這兩個(gè)中心可能存(cún)在不一致,安裝時如果以機械中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,電機軸的軸向竄(cuàn)動,將破壞原(yuán)安裝時調整好的軸向間距。當這個偏差不大時,對於齒輪式(shì)聯軸(zhóu)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,則聯軸器及(jí)被傳動軸將受到一個軸向外加力,造成部件的端麵摩擦,產生(shēng)發熱等有害影響。
(2)對於滑動軸承電(diàn)機,轉動軸(zhóu)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(jiā)力矩,由於電機轉子能在一定範圍內沿軸向來回遊動,軸係中心不正時,聯軸器會產生固(gù)定方向的軸向分力,使轉子在(zài)軸(zhóu)向分力的作用下克服磁場力向一側推動,導致電機轉子擋(dǎng)油肩胛與軸承外側巴(bā)氏合金發生動靜(jìng)摩擦。
(3) 電機轉子兩端(duān)的揚度不(bú)符合要求。電機轉子兩端軸頸揚度不合理,會引起(qǐ)電機轉子在自身重力軸向分力的作用下克服(fú)磁場力向揚度小的一端滑(huá)動。因此,電機軸兩端揚度合理是消除軸向分力的關鍵。
轉子由於自(zì)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(shàng)叫轉子(zǐ)揚度。
鑒(jiàn)於電(diàn)機竄(cuàn)軸的各種原因,在電(diàn)機設計、製造和安裝過程中應規避問(wèn)題,在實際過程中通過一些必要的手段抑製和預防問(wèn)題的發生也很關鍵。
● 軸與(yǔ)轉子的配(pèi)合選擇過盈配(pèi)合。如果(guǒ)因配合問題出現竄動,大多數是由於軸的加工尺寸出現(xiàn)問題,因(yīn)為轉子軸孔內徑由衝(chōng)模決定,理論上不會出現太大問(wèn)題。
● 軸承兩端的波形彈墊沒有安裝,或波形彈(dàn)墊質量存在問題。有的電機使用工況(kuàng),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式解決問題,也有的廠家(jiā)對於采用密封軸承的小電機(jī)在端蓋上增加了止動擋圈。
● 風扇產生的軸(zhóu)向(xiàng)力,即電機運行時(shí)風對風扇葉的軸向力,但由此導致的竄動量非常小。
● 軸承與端蓋(gài)配合選擇不合適,或(huò)是由於加工質量問題(tí)導致兩者配合出現(xiàn)較大的間隙。