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电机在使用过程中,常遇见断轴现象,这对客户或生产厂家都造成很大的麻烦和不便。如果电机出现了轴断裂现象,应对轴断裂面进行宏观观察和微观分析,找出断口裂纹源位置及原因所在,从根本上使问题得到抑制。
轴断裂面处于轴上轴承安装处的过渡圆角区域(轴承安装根部)。如果断口表面齐整并与轴向垂直,无缩颈和塑性变形痕径。断口疲劳条带明显,从外圆向中心延伸,最终瞬断区面积小于轴截面积的 15%。
电机轴力学计算分析由于电机轴为阶梯轴,不同阶梯截面处承受的力矩和应力是不同的。电机运行时轴受到弯扭力矩的共同作用,如果某一阶梯截面承受应力过大,则可能最先在阶梯截面过渡圆弧处萌发裂纹和发生断裂,因此找出电机轴受力危险截面,对判断轴断裂原因有重要作用。
不同的位置、不同的断裂纹路会有不同的原因。电机轴断裂是多个因素叠加的结果。下面列举几种最常见的原因:
装配不当
电机与所拖动的设备不同心,致使电机承受了过大的径向载荷,最终导致金属疲劳。当电机轴伸端所承受的径向负载太大时,就会造成电机轴在径向上有弯曲变形。电机旋转时,轴的各个方向承受扭力而变形,最终导致电机轴折断,断裂位置一般在靠近轴承的地方。
对于采用皮带轮联接的电机,但有的客户给电机输出轴配皮带轮时,由于带轮太重或皮带安装太紧,都会导致电机在运转过程中,电机输出轴持续受变应力作用,这种应力对轴产生弯矩最大值在输出轴轴承支点附近,反复冲击引起疲劳,使轴逐渐产生裂纹,最终完全断裂。