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电机断轴案例分析


2022-04-24

来源:

山东金宝山

前段时间一个客户使用的电机发生了断轴问题,断轴部位发生在轴伸根部。按照多年的经验积累,初步分析该客户的使用工况比较特殊,而且很可能是使用了皮带轮拖动。
后期了解的情况与分析和推断基本吻合;该电机是一台H355的 8极电机,功率160kW,客户使用皮带轮拖动了破碎机。从电机受力的情况分析,任何一个电机厂家都不建议客户采用皮带传动,特别是对于拖动破碎设备的情况。
对于采用皮带轮联接的电机,当有的客户给电机输出轴配皮带轮时,如果带轮太重或皮带安装太紧,也会导致电机在运转过程中,电机输出轴承受持续交变弯曲应力作用,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。

一般情况下,大电机应尽可能避免采用皮带轮传动。电机的技术条件及规范厂家的说明书中都有规定,对于H280及以上的电机不建议采用皮带轮传动,原因或理论依据就是刚才提到的:皮带传动本身使电机轴在承受正常载荷的同时,会附加弯应力,加上皮带太紧的因素,导致电机本体在运行过程中轴始终承受较大的交变载荷,而轴伸和轴承部位应力集中问题最为严重,容易导致断轴故障。
如果电机与所拖动的设备不同心,电机轴就会承受额外的或者说设计预期之外的附加交变载荷,电机运行过程中,会导致电机轴金属疲劳性伤损。当电机轴伸端或轴的相对薄弱环节承受的附加载荷太大时,就会造成电机轴在径向上有弯曲变形,更为可怕的是由此进一步恶化电机轴运行条件,与所承受载荷扭力综合作用,最终导致电机轴折断,断裂位置一般在靠近轴承的地方,大多在端盖的里侧位置。
那么如何避免出现类似问题呢?可以直接摒弃用皮带传动的方式,如果无法避免,那就轻量化皮带轮且着重注意安装的皮带的松紧度与水平度。

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电机断轴案例分析

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