來源 | 上海電機展覽會

斷軸

電機斷軸發生在軸伸根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，應對軸斷裂面進行宏觀觀察和微觀分析，找出斷口裂紋源位置及原因所在，從根本上使問題得到抑制。

軸斷裂面處于軸上軸承安裝處的過渡圓角區域（軸承安裝根部）。如果斷口表面齊整并與軸向垂直，無縮頸和塑性變形痕徑。斷口疲勞條帶明顯，從外圓向中心延伸，最終瞬斷區面積小于軸截面積的 15%。

電機軸力學計算分析由于電機軸為階梯軸，不同階梯截面處承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，如果某一階梯截面承受應力過大，則可能最先在階梯截面過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面，對判斷軸斷裂原因有重要作用。

電機軸斷裂的原因歸納

電機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、制造潛在質量問題。電機軸斷裂形式屬于低應力旋轉彎曲疲勞斷裂，其根本原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制要求、焊后未進行熱處理、堆焊層夾雜物超級，導致軸肩圓角應力集中，在旋轉彎曲力矩的作用下產生疲勞開裂，最終導致了電機軸的斷裂。

2、安裝問題。如果采用皮帶輪傳動，皮帶張緊力偏大（大于皮帶廠家建議值），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，同樣會導致軸疲勞斷裂。

3、幅板軸斷裂。排除安裝因素外，幅板軸常會在幅板焊接位置出現不規則裂紋，大多數電機生產廠家通過退火工藝、并在幅板與主軸連接的兩端，通過加工應力槽的方式解決該類軸的斷軸問題。

竄軸

無論什么電機在什么時候都不應該竄軸，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，就會有電流增加，電機溫度升高，機械沖擊加大，還可能影響其他設備等具體問題。

導致電機竄軸的原因分析

1、機械中心與磁場中心不一致。電動機在運行時，其轉子將定位于磁場中心，而轉子主軸與兩軸承間有一個機械中心（即電機轉子兩端軸肩與軸承間間距相等的位置）。這兩個中心可能存在不一致，安裝時如果以機械中心為基準來調整軸肩間距，當電機啟動后，轉子將自動定位于磁場中心，電機軸的軸向竄動，將破壞原安裝時調整好的軸向間距。當這個偏差不大時，對于齒輪式聯軸器，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留軸向間隙時，則聯軸器及被傳動軸將受到一個軸向外加力，造成部件的端面摩擦，產生發熱等有害影響。

2、對于滑動軸承電機，轉動軸系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力矩，由于電機轉子能在一定范圍內沿軸向來回游動，軸系中心不正時，聯軸器會產生固定方向的軸向分力，使轉子在軸向分力的作用下克服磁場力向一側推動，導致電機轉子擋油肩胛與軸承外側巴氏合金發生動靜摩擦。

3、電機轉子兩端的揚度不符合要求。電機轉子兩端軸頸揚度不合理，會引起電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是消除軸向分力的關鍵。

轉子由于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。

鑒于電機竄軸的各種原因，在電機設計、制造和安裝過程中應規避問題，在實際過程中通過一些必要的手段抑制和預防問題的發生也很關鍵。

● 軸與轉子的配合選擇過盈配合。如果因配合問題出現竄動，大多數是由于軸的加工尺寸出現問題，因為轉子軸孔內徑由沖模決定，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，電機制造廠家通過增加波形彈墊的方式解決問題，也有的廠家對于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，即電機運行時風對風扇葉的軸向力，但由此導致的竄動量非常小。

● 軸承與端蓋配合選擇不合適，或是由于加工質量問題導致兩者配合出現較大的間隙。

審核編輯 黃昊宇