對于電機斷軸的問題,我們進行了多次的分析和探討,包括電機斷軸的位置和斷軸的原因等。從電機技術(shù)分析的角度來看,設計、制造和使用都要有各種因素。
電機是最典型的轉(zhuǎn)軸,在運行過程中不僅傳遞扭矩,還承受彎矩,尤其是皮帶驅(qū)動的電機,其軸承承受的彎矩更大。電機運行過程中,特別是負載不穩(wěn)定的情況下,軸產(chǎn)生的應力為交變應力,也會導致過度疲勞、磨損、失圓、嚴重變形等故障問題。從設計和工藝的角度來看,有必要改善應力狀況,降低應力集中,防止斷軸。
電機軸也是典型的臺階部件,變徑部位是應力相對集中的部位,尤其是變徑突變更為嚴重。為了減少應力問題,盡量避免在軸上做橫向槽、開槽孔和切口。
在之前的文章中,我們講過旋轉(zhuǎn)軸的斷裂部位一般在軸伸根、軸承根和焊接軸的焊接端。其中,焊接軸斷裂問題的控制非常重要。如何通過改進設計和工藝的控制來減少這類軸的斷裂問題,一直是電機技術(shù)的課題。
殘余應力集中在焊縫附近。當焊接殘余應力與工作應力重疊,且其值超過材料的屈服極限時,工件會在焊縫附近產(chǎn)生焊接變形和斷裂。
焊接殘余應力是在焊接軸承受載荷之前,構(gòu)件橫截面上已經(jīng)存在的初始應力。電機運行過程中,與其他載荷引起的工作應力重疊,導致殘余應力二次變形和再分布,不僅會降低軸的剛度和穩(wěn)定性,而且在溫度和介質(zhì)的共同作用下,還會嚴重影響結(jié)構(gòu)的疲勞強度、抗脆性斷裂能力、抗應力腐蝕開裂能力和抗高溫蠕變開裂能力。
降低軸的焊接應力應從瞬時應力和殘余應力兩個方面進行控制。為了消除和減少焊接殘余應力,應采用合理的焊接順序,先焊收縮量大的焊縫。焊接時,適當降低焊件的剛度,在合適的位置局部加熱焊件,使焊縫相對自由收縮,減少殘余應力。高溫回火是消除焊接殘余應力的常用方法。一般來說,整體應力消除熱處理優(yōu)于局部熱處理。
焊接變形的大小與焊縫的大小、數(shù)量和排列有關。焊縫的數(shù)量、坡口形狀和尺寸應從設計中合理確定,焊縫的位置應合理布置。該工藝采用高能量密度的焊接方法和小線能量的工藝參數(shù)。合理的裝配、焊接順序、反向變形和剛性固定可以減少焊接變形。
焊接軸常用于大型高壓電機。如何從設計和工藝的技術(shù)研究上解決這些問題是非常關鍵的。
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