從故障實例中分析總結電機斷軸問題

對于電機斷軸問題，我們進行了多次分析和討論，包括電機斷軸的位置、斷軸的原因等。從電機技術分析的角度來看，設計、制造和使用都要有各種因素。

電機軸是典型的旋轉軸，在運行過程中不僅傳遞扭矩，還承受彎矩，尤其是皮帶傳動電機，其軸承承受的彎矩更大。在電機運行過程中，特別是在負載不穩定的狀態下，軸產生的應力是交變應力，會導致其出現過度疲勞、磨損、失圓和嚴重變形等失效問題。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。

電機軸是典型的階梯形零件，變徑部位是應力相對集中的部位，尤其是變徑突然的部位，更為嚴重。為了減少應力問題，必須盡可能避免在軸上開橫向槽、開槽孔和切口。

在前面的文章中，我們談到了轉軸的斷裂部位一般在軸伸根部、軸承根部和焊接軸的焊接端。其中，控制焊接軸的斷裂問題至關重要。如何通過設計和工藝改進控制，減少這類軸的斷裂問題，一直是電機技術的課題。

殘余應力集中在焊縫附近。當焊接殘余應力與工作應力疊加，其值超過材料的屈服極限時，焊縫附近會發生焊接變形和斷裂。

焊接殘余應力是在焊接軸承受載荷之前已經存在的部件橫截面上的初始應力。在電機運行過程中，與其他載荷引起的工作應力重疊，產生二次變形和殘余應力的重新分布，不僅會降低軸的剛度和穩定性，而且在溫度和介質的共同作用下，會嚴重影響結構的疲勞強度、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。

要降低軸的焊接應力，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，先焊接收縮量大的焊縫。焊接時，適當降低焊件剛度，局部加熱焊件適當部位，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。熱處理對整體應力消除的效果一般優于局部熱處理。

焊接變形的大小與焊縫的大小、數量和排列有關。設計中應合理確定焊縫數量、坡口形狀和尺寸，并合理安排焊縫位置。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。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研究上解決這樣的問題是非常關鍵的。

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