发电机大轴断裂分析

合集下载

一起风力发电机组联轴器断裂事故分析

一起风力发电机组联轴器断裂事故分析摘要：随着风力发电行业的高速发展，越来越多的机组投入运行，部分机组运行已有一定年限，风力发电机组故障越来越多，严重影响到机组的可靠运行，因此风机后期的运维显得尤其重要。

由于我国风电企业的研发、技术人员实践经验不足，现场人员技术水平层次不齐、出现技术脱节现象，造成大量的安全事故隐患。

下面就新疆某风电场风机联轴器断裂事故进行进行认真分析、总结，找出事发时的真实原因，并采取有效的预防措施，尽量避免类似事故的再次发生。

关键词：风力发电机组；联轴器；断裂；分析1 风电场机组概况新疆某风电场XX-2.0MW机组于2013年5月开始安装作业，2013年10月完成机组调试并网作业，经240验收合格后，正式投入商业运行。

该风电场运维是由风机厂家承担，运维人员共计5人，投产后，该风力发电机组每年开展一次半年检和全年检。

2 事件经过该机组齿轮箱高速轴由于定位销出现问题导致轴承磨损严重损坏，随后，重齿厂家人员对其进行维修。

完成齿轮箱高速轴更换后，运维人员完成联轴器安装和传动对中作业。

机组启机转速运行至520rpm（数据库中搜集的数据显示）时，SCADA报警：“变桨400V过载”及“机组急停激活”等多重故障后停机，随后运维人员上塔检查，发现联轴器已断裂。

3 现场检查情况3.1联轴器断裂，中间管掉落，膜片、法兰变形甚至掉落。

3.2高速轴制动钳、制动盘受到撞击损坏，外表面出现破损、凹坑，无法继续使用。

3.4齿轮箱低速轴滑环受到联轴器断裂部件撞击，出现断裂现象，已损坏，无法继续使用。

3.5风机在线监测系统中机组转速趋势图转速趋势图显示，机组在21点左右有过一点明显的启停过程，最大转速到1200RPM左右，但稳定时间极短，即呈现快速下降过程。

3.6机组联轴器测点采集的时域波形图多时域波形图中可见4V、5V测点明显冲击特征，冲击周期为转高速轴转频，此时高速轴转频为20Hz左右，同时刻7H测点时域中存在极大幅值的冲击，冲击的周期中不仅存在高速轴转频，同时存在2倍高速轴转频间隔冲击，此为联轴器故障特征之一。

45号钢电机轴断裂失效分析

ｍｏｏｈｆｗｅｅｄｔｃｅｎｎｌｚｄＴｈｅｕｔｈｗｈｔｔｅｂｅｋｇａｌｒｓｏｈｆｔｒｓａｔｒｅｅｔｄａｄａａｙｅ．ｅｒｓｌｓｓｏｔａｈｒａａｅｆｉｅｆｓａｔｕ
２江苏王牌直流电机制造有限公司，江苏宝应２５０）２８０
摘要利用光学金相显微镜、学分析、化扫描电镜及能谱分析，４对５号钢电机轴在使用过
程中发生的断裂进行检测和分析，结果表明钢中有非金属夹杂物，表观质量差、金相组织不够优
表１化学成分分析结果
零件常用材料，经过调质（火），得到较它正后可好的切削性能，且能获得较高的强度和韧性等而
综合机械性能。失效主要是指某零件由于某种原因导致某尺寸、形状或材料的组织与性能的变化
辉纹，部出现二次裂纹，局故可推断电机轴的断裂形式为疲劳断裂。比较光滑的疲劳区产生的原因是由于在疲劳裂纹发生和发展的区域，循环载在荷的作用下，多次发生撞击和研磨现象，疲劳区使形成光滑的外观，且应力循环的次数越多，劳并疲
区越光滑。在最后破断区由于是突然性破坏，呈
１失效分析
１１化学分析．来自表１所示为样品化学分析结果，可见锻件的化学成分符合标准Ｊ／３７２０《型碳素ＢＴ６９－０６大

发电机前轴承断裂原因

发电机前轴承断裂原因
发电机前轴承断裂原因可能有很多，以下是一些常见的原因： 1. 长期使用和磨损：如果发电机长期运转，前轴承的摩擦和磨损会增加，导致轴承失效和断裂。

2. 轴承质量问题：如果前轴承的质量有问题，例如材料不佳、制造工艺有误等，轴承就容易出现断裂等问题。

3. 温度过高：如果发电机在使用时温度过高，会导致前轴承的温度也升高，从而加剧轴承的磨损和断裂。

4. 没有适当的润滑：如果前轴承没有得到适当的润滑，会导致轴承摩擦和磨损，增加轴承断裂的风险。

5. 过载：如果发电机在使用时过载，会导致前轴承承受更大的压力，从而增加轴承断裂的可能性。

6. 震动：如果发电机在运转时出现过大的震动，也会导致前轴承受到更大的压力，从而增加轴承断裂的风险。

因此，为了避免发电机前轴承的断裂，我们需要注意发电机的使用环境和维护保养，确保发电机的正常运转。

- 1 -。

分析牵引电机主轴断裂原因

分析牵引电机主轴断裂原因牵引电机主轴断裂是指电机旋转时，主轴因受力过大或其他原因而发生断裂现象。

这不仅会导致设备损坏，还会造成生产线停工和人员伤亡的风险。

分析牵引电机主轴断裂的原因对于提高设备的可靠性和安全性非常重要。

牵引电机主轴断裂的原因主要可以归结为以下几个方面：1. 材料原因：主轴的材料决定了其承受力和韧性。

如果材料选择不当或质量不合格，主轴容易发生断裂。

主轴的材料也需要具备良好的耐磨性和抗腐蚀性，以避免由于摩擦和化学物质的腐蚀而导致的断裂。

2. 加工工艺问题：主轴的加工工艺也会影响其强度和耐久性。

如果加工工艺不合理，例如存在过度加工、材料残留、热处理不当等问题，都会对主轴的性能产生不利影响，导致断裂。

3. 轴承故障：牵引电机主轴的旋转需要依靠轴承来支撑和减少摩擦。

如果轴承不平衡、磨损严重或选择不当，会给主轴施加额外的压力，导致主轴断裂。

4. 设计问题：主轴的设计应考虑到受力情况和工作环境的特点。

如果设计不合理，例如主轴直径过小、轴向长度过长、连接方式不牢固等，都会使主轴在工作中受到过大的应力，最终导致断裂。

5. 过载工作：主轴在过载工况下工作时间过长，会导致主轴疲劳寿命的降低。

当主轴超过其疲劳寿命后，即使加载在其允许范围内，依然会出现断裂的风险。

1. 加强材料选择和质量控制，确保主轴材料的强度和韧性满足要求，同时要求材料具备良好的耐磨性和抗腐蚀性。

2. 优化加工工艺，确保主轴的加工过程合理，杜绝过度加工和热处理不当等问题。

3. 定期检查轴承，及时更换磨损严重的轴承，确保轴承的平衡性和选择合适的轴承型号。

4. 加强主轴设计，根据实际受力情况和工作环境要求，合理设计主轴的直径、轴向长度和连接方式。

5. 避免过载工作，合理安排设备的负载和工作时间，防止主轴超过其疲劳寿命工作。

牵引电机主轴断裂的原因有多方面，我们应该从材料选择、加工工艺、轴承选择和设计等方面加以改进，以提高主轴的可靠性和安全性。

分析牵引电机主轴断裂原因

分析牵引电机主轴断裂原因牵引电机主轴断裂是指在使用过程中，电机主轴发生断裂现象。

这种情况会导致设备停机，甚至可能造成严重的安全事故，因此对于牵引电机主轴断裂原因的分析非常重要。

本文将从材料选择、设计参数、使用环境等方面对牵引电机主轴断裂的原因进行分析，以期找出有效的解决方法。

一、材料选择方面的分析1. 锻造材料在牵引电机主轴制造中，通常会使用锻造材料。

锻造材料具有高强度和良好的韧性，能够承受较大的冲击和振动载荷，因此是制造主轴的理想选材。

如果材料的质量不达标，或者制造工艺不合理，也会导致主轴的强度不足，从而发生断裂的情况。

在材料选择方面，需要对锻造材料进行严格的质量控制，确保其强度和韧性符合设计要求。

2. 热处理工艺除了材料的选择外，热处理工艺也对主轴的强度和耐磨性有着重要的影响。

如果热处理工艺不当，或者工艺参数设置不正确，可能导致主轴表面硬度不均匀，进而影响主轴的使用寿命和安全性。

在制造过程中，需要对热处理工艺进行严格的控制，确保主轴的表面和内部组织达到设计要求，提高主轴的使用寿命和安全性。

二、设计参数方面的分析1. 主轴结构设计主轴结构设计是影响主轴断裂的重要因素之一。

如果主轴的材料选择不当、结构设计不合理，可能导致主轴出现应力集中区，从而容易发生断裂的情况。

在设计过程中，需要根据牵引电机的使用环境和工作条件，合理设计主轴的结构，减少应力集中区，提高主轴的强度和耐磨性。

2. 动态平衡设计在牵引电机的使用过程中，主轴会受到较大的振动和冲击载荷。

如果主轴的动态平衡设计不合理，可能会导致主轴产生谐振和共振现象，加剧主轴的疲劳破坏，最终导致主轴断裂。

在设计过程中，需要对主轴的动态平衡进行严格的设计和检测，确保主轴在运行过程中能够稳定工作，减少振动和冲击对主轴的影响。

三、使用环境方面的分析牵引电机主轴断裂是一个复杂的问题，其原因涉及材料选择、设计参数和使用环境等多个方面。

要解决这一问题，需要在制造和设计过程中对这些因素进行全面的分析和调整，以提高主轴的强度和耐磨性，降低断裂的风险。

分析牵引电机主轴断裂原因

分析牵引电机主轴断裂原因
1. 材料问题：牵引电机主轴由金属材料制成，如果材料的强度、韧性、硬度等性能
不达标，主轴容易发生断裂。

如果主轴存在缺陷、内部结构不稳定等问题，也会增加主轴
断裂的风险。

2. 超负荷使用：牵引电机在工作过程中，如果长时间处于超负荷状态，即承载的工
作负荷超过了主轴的设计极限，主轴可能发生疲劳断裂。

这也说明了合理设计和使用主轴
的重要性。

3. 震动和振动：牵引电机在运转过程中，可能会受到外部因素的影响，比如机械震动、振动等。

如果这些外部因素超过了主轴的承受能力，主轴可能发生断裂。

减少外部震
动和振动，保证主轴的稳定性和安全性是非常关键的。

4. 部件配合问题：如果牵引电机的主要部件和配件的配合过紧或过松，可能导致主
轴的断裂。

过紧的配合会增加主轴的应力，导致断裂；而过松的配合会引起主轴的松动和
振动，也会增加断裂的风险。

5. 设计问题：如果牵引电机的设计不合理，比如主轴设计不符合工作条件，主轴的
直径过小、长度过长、轴承的位置、数量不合理等，都可能导致主轴断裂。

在设计过程中，需要综合考虑各种因素，并确保主轴的设计满足牵引电机的工作要求。

6. 维护保养不当：如果牵引电机的维护保养工作不到位，比如没有定期进行润滑、
清洁、紧固等工作，主轴可能受到腐蚀、磨损等问题，从而导致断裂。

牵引电机主轴断裂的原因可能涉及材料问题、超负荷使用、震动和振动、部件配合问题、设计问题以及维护保养不当等多个方面。

在确保主轴质量的基础上，我们还需要注意
合理设计、合理使用和定期维护保养的重要性，以降低主轴断裂的风险。

电机轴断裂分析

学性能检测，以揭示其断裂的原因。试验结果表明：轴的纵向屈服强度、断面收缩率均不符合相关
标准的要求，抗拉强度也接近标准规定的下限值。此外，轴的结构不合理，即断裂处近似直角而不
是圆角，因此应力集中明显。轴的不合理结构和不良的力学性能是其断裂的原因。
关键词：电机轴；断裂；变截面；塑性变形
中图分类号０８１２作者简介：巫振伟（１９９５），男，安徽合肥人，硕士研究生，主要从事镍基高温合金研究工作。通信作者：杜晓东（１９６６），男，教授，博导。联系电话：１３５１５６０２２７５
《热处理》２０１９年第３４卷第５期
·４３·
图１断裂的电机轴（ａ）及其断面（ｂ）的宏观形貌
２．ＤａｔａｎｇＮａｎｊｉｎｇＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００００，ＪｉａｎｇｓｕＣｈｉｎａ；３．ＤａｔａｎｇＢｏｉｌｅｒａｎｄＰｒｅｓｓｕｒｅ
ＶｅｓｓｅｌＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｅｆｅｉ２３００８８，ＡｎｈｕｉＣｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＣ０９Ａｍｏｔｏｒｓｈａｆｔ，ｍａｄｅｏｆ４５ｓｔｅｅｌ，ｆｒａｃｔｕｒｅｄｉｎｓｅｒｖｉｃｅｉｎａｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ．Ｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｄｓｈａｆｔｗａｓ
免类似事故的发生，分析了断轴的宏观形貌、显微组织和力学性能，并提出了改进建议。
１试验
１．１宏观检查图１为断裂电机轴的宏观形貌。图１（ａ）表明：
轴断裂在根部变截面处，此处为直角过渡，易产生应力集中；断面瞬时断裂区撕裂特征明显，其余部分平整，裂纹由瞬断区扩展至整个截面，瞬断区面积很小，裂纹扩展速度块，说明该轴断裂时受到了很大的瞬时冲击载荷。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｔｏｒｓｈａｆｔ；ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ；ｖａｒｙｉｎｇｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎ；ｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ

双馈风力发电机组主轴断裂预警诊断分析方法探究

双馈风力发电机组主轴断裂预警诊断分析方法探究发布时间：2022-11-22T08:08:35.819Z 来源：《科学与技术》2022年30卷第7月第14期作者：刘梦李胜[导读] 双馈风力发电机组主轴失效维修成本较高，每次损坏都会造成极大的经济损失和电量损失；本文在传统传动链预警分析的基础上，增加了主轴断裂诊断分析方式，降低主轴突然断裂造成的风险。

刘梦李胜中广核新能源湖北分公司摘要：双馈风力发电机组主轴失效维修成本较高，每次损坏都会造成极大的经济损失和电量损失；本文在传统传动链预警分析的基础上，增加了主轴断裂诊断分析方式，降低主轴突然断裂造成的风险。

关键词：双馈风力发电机组，主轴，预警分析1 概述双馈风力发电机组作为风电行业主流机型之一，主传动系统机械故障在机组全生命周期中故障率占比相对较低，其中主轴及主轴承的损坏几率往往更低。

经大量数据统计分析，每一次主轴系故障维修成本都较高，很多情况不得不下塔维修更换，给现场造成极大的经济损失和电量损失。

根据传统在线振动监测系统，很难发现主轴隐裂、主轴承滑移等早期问题，导致机组一直处于带病运行状态，随着运行年限的增加，情况逐渐恶化，最终导致主轴断裂、轴系偏移等事故发生，造成巨大的经济损坏。

为了使双馈风力发电机组主轴运行过程中所产生的故障在发生早期得到有效预警，运用多种排查方法进行准确定位，制定合理的处理措施避免进一步恶化引发更大的风险，并进行科学、全面的原因分析，以保证类似故障的高效处理本文提出了一种主轴断裂预警诊断分析方法，在传统振动分析的基础上，更有效的监测主轴早期隐裂及主轴运行劣化趋势，提前发现主轴运行安全隐患，避免因主轴断裂造成的巨大衍生伤害。

2 传统传动链预警系统分析2-1 传统传动链预警系统根据风电机组振动监测相关要求振动监测测点需同时涵盖发电机、齿轮箱、主轴承等主要部件，单台风机振动测点总数不少于6个，外加 1 个同步转速测点，新增测点可根据实际测试需求及测试设备条件进行合理调整。

三相异步电机轴断裂分析及对策

三相异步电机轴断裂分析及对策[摘要]某型号三相异步电机在1.2倍额定负载后出现断轴的问题，本文通过强度校核，排除因设计余量不足导致的断裂。

通过对断口进行宏观分析、金相分析、电镜扫描以及成分分析，可以确定断裂失效的形式是多源疲劳脆性断裂。

断裂位置为过渡倒角处，为应力集中位置，容易出现裂纹源，加上断裂件的带状组织明显，组织性能不良导致机械性能下降出现断裂。

[关键词]三相异步电机；开裂；疲劳脆性；1.问题背景某型号三相电机使用1.2倍额定负载进行试验，其中一台电机发生断轴问题，断裂位置为越程槽后端，见下图1：图1 电机轴断裂图片2.电机轴断裂分析2.1断裂力学分析电机在设计阶段已进行强度校核，在非过载情况下使用不会发生机械性断裂情况。

当出现过载的情况时，电机轴端受到的力远超过该电机允许的最大负载力，则可能发生断裂。

此次断轴的实际负载为额定负载的1.2倍，按国标0.75KW的电机设计余量为2.3倍，故本次试验过程电机轴不属于过载。

强度具体校核方法见下[1]：强度检核校核公式，按第三理论公式：疲劳强度安全系数校核≥2、断口分析（1）宏观分析（下述的宏观分析均值肉眼或小于20x的放大镜下观察）断面可见明显颜色明暗层次不同的区域。

断裂源区光亮、较平滑，有较多放射台阶，近似人字纹；中间区域颜色渐深，可以看到疲劳弧线（沙滩状裂纹扩展）、瞬断区面积比较大而粗糙，说明外加载荷力偏大，见下图2。

宏观观察符合疲劳断裂的特征，可见到区分较明显的裂纹源区、裂纹扩展区和瞬断区。

图2 电机轴断口图片（2）成分分析EDS扫描故障件心部及边缘位置成分分析结果见下表：表1 电机轴断口成分测试由上可知在中碳钢中主要引起成分偏析的Mn、Si元素含量心部及边沿均匀无异常，可判定故障件无成分偏析情况。

（3）硬度测试45#钢一般未经热处理的硬度≤229HB，经退火处理后一般硬度≤197HB，调质处理后的硬度范围一般在225-297HB之间。

表2 硬度测试结果断裂电机与正常电机硬度差异不大，硬度非造成断裂的主要原因，未经过热处理的材料硬度偏低属正常现象。

分析牵引电机主轴断裂原因

分析牵引电机主轴断裂原因牵引电机主轴断裂是指牵引电机主轴在工作过程中突然断裂，导致设备停机。

这种情况不仅会造成生产中断，还可能对工作人员和设备造成严重的安全隐患。

对于牵引电机主轴断裂的原因进行深入分析和研究，对于提高生产设备的可靠性、安全性和稳定性具有重要意义。

那么，牵引电机主轴断裂的原因是什么呢？下面就让我们从材料、设计、制造、使用等方面进行分析。

一、材料与工艺1. 材料选择不当牵引电机主轴通常是由金属材料制成，如合金钢、不锈钢等。

如果选择的材料强度不符合设计要求或者含有太多夹杂物、氧化物等缺陷，就容易导致主轴断裂。

材料的选择必须符合设计要求，并且要经过严格的质量检测。

2. 热处理工艺不合理主轴在加工过程中需要进行热处理，以提高其硬度、强度和耐磨性。

如果热处理工艺不合理，如淬火温度、淬火介质、回火温度等参数选择不当，就会导致主轴内部残留应力过大或者出现软化现象，从而降低其抗拉伸、抗压缩等强度指标，进而使主轴容易断裂。

3. 制造工艺缺陷制造过程中存在的缺陷也是导致主轴断裂的重要原因。

焊接接头质量不过关、表面粗糙度过大、铸造过程中出现气孔、夹渣等缺陷、加工过程中过度切削等都会导致主轴内部应力集中，从而引发断裂。

二、设计与结构1. 设计不合理如果设计中没有考虑到主轴在工作中承受的载荷、转速、温度等因素，就容易导致主轴断裂。

轴承座与主轴连接结构设计不合理、主轴过长、太细等，都会导致主轴强度不足，无法承受工作时的载荷。

2. 结构磨损主轴在长时间的工作过程中，由于受到重复载荷的作用，往往会产生磨损现象。

如果没有进行及时的维护保养，磨损会使主轴的强度逐渐下降，最终导致断裂。

三、使用与维护1. 运行过载牵引电机在工作中如果超负荷运行，会导致主轴长时间承受大的载荷而发生疲劳断裂。

严重的过载情况下，也会导致主轴温度升高，从而使主轴的材料结构发生变化，降低了其抗拉伸、抗压缩的强度。

规范使用牵引电机，避免过载运行对主轴断裂具有重要意义。

分析牵引电机主轴断裂原因

分析牵引电机主轴断裂原因牵引电机主轴断裂是指主轴发生了断裂现象，从而导致牵引电机无法正常工作。

主轴断裂可能是由多种原因造成的，下面对一些常见原因进行分析：1. 动力过载：牵引电机在工作时经常需要承受很大的转矩和拉力。

如果超过了主轴承受力的极限，就容易导致主轴断裂。

原因可能是工作负荷过大、速度过快、停车急刹或者传动链条中的一环断裂等。

2. 轴向不稳定：主轴在工作时会产生很大的轴向力，如果轴承的安装不稳定或者轴承座设计不合理，就容易导致主轴断裂。

可能是由于轴承的安装位置不准确、轴承座的结构设计不合理或者轴向力的分布不均匀等。

3. 轴承失效：主轴承是支撑主轴的关键部件，如果主轴承失效，就容易导致主轴断裂。

主轴承失效的原因可能是轴承寿命到期、使用不当、润滑不良或者污染等。

4. 损伤或裂纹：主轴在工作过程中可能遭受到振动、冲击或磨损，这些都会对主轴的强度和硬度造成影响。

如果主轴在使用过程中出现损伤或者裂纹，就有可能导致主轴断裂。

原因可能是由于设计或者加工质量不合理、使用过程中对主轴保护不当、外部环境腐蚀等。

5. 加工质量问题：主轴作为重要的运动部件，其加工质量对整个牵引电机的性能和寿命有着重要影响。

如果主轴的加工质量存在问题，如孔偏心度大、表面度均匀度不好或者精度不够等，就有可能导致主轴断裂。

针对以上问题，可以采取一些对策来预防牵引电机主轴断裂。

要在设计时充分考虑主轴受力情况，合理选择材料和加工工艺，确保主轴的强度和硬度能够满足工作要求。

要严格控制工作条件，包括负荷、速度、温度等，避免超过主轴承受力的极限。

还应定期检查和维护主轴承，确保其工作状态良好。

要加强对主轴的保护，避免外部因素对主轴造成损伤，如定期清洁主轴表面、加强润滑和防腐蚀等措施。

断裂分析报告

断裂分析报告1. 引言断裂分析是一项关键的工程技术，旨在确定材料或结构发生断裂的原因和机制。

通过对断裂现象的全面研究和分析，可以帮助我们深入了解材料和结构的性能，并提出相应的改进措施，以确保产品的可靠性和安全性。

本报告旨在对某一具体断裂案例进行分析和评估，并提供相应的结论和建议。

2. 案例描述本次断裂分析的案例是一辆汽车发动机的曲轴断裂。

该发动机在正常运行时突然发生了断裂，并导致车辆失去动力。

通过初步观察，断裂发生在曲轴的主轴向。

我们将对曲轴的断裂进行详细的分析，以找出断裂的具体原因。

3. 分析方法断裂分析的基本流程包括断裂表面观察、宏观和显微组织分析、化学成分分析和机械性能测试等步骤。

我们将依次展开以下分析工作：3.1 断裂表面观察对断裂曲轴进行显微观察，观察断裂面的形态、纹理和其他细节特征。

通过断裂表面的形貌分析，可以初步判断断裂方式和断裂的起点位置。

3.2 宏观和显微组织分析在确保安全的前提下，对曲轴进行切割和磨砂处理，以获取宏观和显微组织的截面。

通过显微观察和金相显微镜下的组织分析，可以确定曲轴的材料类型、组织结构和可能存在的缺陷。

3.3 化学成分分析通过对曲轴样品进行化学成分分析，可以确定材料的成分是否符合设计要求。

化学成分的异常可能导致材料的强度和韧性下降，从而引发断裂。

3.4 机械性能测试对曲轴样品进行硬度测试、拉伸测试和冲击测试，以评估材料的力学性能。

机械性能的异常表现可能是断裂发生的重要原因之一。

4. 分析结果与讨论通过上述分析方法，我们得出了以下结论：4.1 断裂表面观察断裂表面呈现典型的可见的断裂特征，包括断口凹陷、裂纹扩展区域和断口的疲劳纹。

4.2 宏观和显微组织分析通过截面观察和金相显微镜观察，我们确定该曲轴的材料为热处理的高强度合金钢，并未发现明显的组织缺陷。

4.3 化学成分分析化学成分分析结果显示，该曲轴的成分符合标准要求，不存在显著的成分异常。

4.4 机械性能测试硬度测试显示该曲轴的硬度值在合理范围内；拉伸测试结果显示该曲轴的抗拉强度和屈服强度满足设计要求；冲击测试结果显示该曲轴的韧性良好。

发电厂电动机转轴断裂事故的处理及分析

发电厂电动机转轴断裂事故的处理及分析摘要：发电厂电动机的安全正常运行是电力生产正常运行的重要环节，对某公司车间发生断裂的电动机轴进行失效分析，采用扫描电镜、金相检查拍摄微观组织和断裂部位照片，结合成分分析的结果，发现该电动机轴断裂属于疲劳断裂，裂纹的起源部位位于表层，并在交变载荷的作用下向材料内部扩展，最终形成断裂。

造成断裂的主要原因是由于加工缺陷，造成内部夹杂，形成了断裂源。

关键词：发电厂；大型电动机；检修；故障处理在发电厂各类电动机中，引风机、送风机、排烟风机、磨煤机和给煤机由于运行时间较长且做功量巨大，所以在运行中发生故障的几率相对于其他大型电动机设备来说要大很多。

而这些设备又是发电厂运行所需的最基本的设备，所以对这些设备的故障的预知以及处理显得尤为重要。

定期对这些大型电动机进行运行维护可以及时发现设备运行中的故障，及时做出处理和维护工作，大大减少设备运行中故障甚至事故的几率。

本文主要从大型电动机运行过程常见故障出发，陈述电动机检修的重点和方向，提出检修的方案和处理故障的方法[1-2]。

1 电动机常见故障分析1.1 电动机电气常见故障分析1.1.1 起动故障对于电动机的起动故障而言，其主要就是指当电动机通电之后，其出现不工作的现象，没有任何的反应，即电动机无法正常启动，针对这种起动故障而言，其发生的主要原因有以下两点：（1）首先，是因为和电动机相配套的一些起动设施存在严重的故障或者是损伤，导致起动程序无法正常进行，一般说来，针对当前的电气设备来说，其主要的相关起动设备主要有电容器和分相电阻等两类，其主要是根据电气设备的不同而选择的不同起动方式，因此，针对这一故障来说，其检查的首要部位就应该是这些起动设备的正常性；（2）另外一方面的原因则是线路方面的问题，主要就是电动机的相关线路出现了损坏现象，进而无法正常的进行电力的供应，针对这种原因一般需要采用专业的电力仪表进行检查。

1.1.2 电动机发热过多对于当前的电动机运行来说，其出现发热现象是比较正常的，因为所有的电动机在运行中都会发热，但是如果发热过度或者是直接造成了燃烧或者冒烟就是一种较为明显的电动机故障了，其出现的原因也是比较多的，比如电动机的供电电源电压不高就会造成电动机温度的升高；电动机自身的通风不畅导致的散热不及时也会造成冒烟现象的出现；电动机频繁地进行启动和的停止操作也会影响到其热量的产生问题；最后，如果电动机中的定子和转子出现了相互接触摩擦的现象必然也会导致其出现较多的热量。

电机轴的断裂分析及优化设计

电机轴的断裂分析及优化设计作者：杜帆来源：《科学与财富》2016年第03期摘要：当前电机运行的过程中，轴承断裂是非常重要的一个问题，它会直接影响到电机的正常运行，所以，为了保证正常的生产，我们必须要采取有效的措施对其加以全面的改进，同时还要对当前存在的一些不足加以全面的控制，在这样的情况下才能更好的保证电机运行的整体效果。

本文主要分析了电机轴的断裂分析及优化设计，以供参考和借鉴。

关键词：电机轴；断裂；改进；优化设计在电机运行的过程中，电机轴一直都是非常关键的一个部件，其通常需要6-8块的肋板焊接或者是采用花键联结以及主轴共同组合而成，在实际的应用中，其已经能够广泛的应用到机械、矿山、冶金等多个行业当中。

因为其在工作中所面对的环境及条件都十分的恶劣，所以也非常容易出现裂纹或者是断裂等情况，这样也就出现了非常严重的生产安全隐患，因此，我们必须要对电机轴承的裂化进行全面的分析，同时还要在这一过程中对其设计进行全面的优化处理。

1 断裂分析电机轴在实际的运行过程中主要是承受交变弯曲应力以及扭转应力的作用，一般亲概况下其主要由作用在肋板上的电磁拉力轴两端位置上的拉力等导致，这些应力会随着运行时间的延长而不断的变化。

如果出现了过载的问题，突然启动或者是制动，受到反复的荷载冲击，电机轴的一些局部的位置就有可能会出现非常明显的低周能改变疲劳考咧或者是扭转过载的塑性断裂情况。

断轴的时候通常会出现在负荷侧的位置，主要可能是前轴承支承的位置，其会产生十分明显的刀痕，肋板或者是主轴结合的地方，按照日常对其全面的观察实验以及分析，断裂的原因主要有以下几种：首先是材质上的缺陷。

我们从断轴当中抽取一部分材料，同时还要对材料和其自身的机械性能进行全面的分析和实验，从分析的结果上来看，如果选用的材料是优质碳素结构钢材料的或者是合金钢同时没有对其进行热处理的时候，其材质性能并不是很好，强度方面也相对较差。

一般情况下，我们应该采用45*钢检验探伤，发现有一定的缺陷，所以，材料追两的不足会使得电机止呕出现较为严重的断裂问题。

电机轴断裂事故原因分析

事故原因分析：一、现场调查根据现场5#干燥机调速电机轴断裂切面的痕迹判断为扭转弯曲疲劳断裂，许多轴类零件的断裂多属于旋转弯曲疲劳断裂。

旋转弯曲疲劳断裂时，疲劳源区一般出现在表面，但无固定地点，疲劳源的数量可以是一个也可以是多个。

疲劳源区和最后断裂区相对位置一般总是相对于轴的旋转方向而逆转一个角度。

由此可以根据疲劳源区与最后断裂区的相对位置推知轴的旋转方向。

调速电机轴断裂切面照片与图3中显示切面基本一致，可以判定为调速电机轴为扭转弯曲疲劳断裂。

（后附照片及相关图像）二、原因分析疲劳断裂的基本形式和特征（1）疲劳断裂的突发性疲劳断裂虽然经过疲劳裂纹的萌生、亚临界扩展、失稳扩展三个过程，但是由于断裂前无明显的塑性变形和其它明显征兆，所以断裂具有很强的突发性。

即使在静拉伸条件下具有大量塑性变形的塑性材料，在交变应力作用下也会显示出宏观脆性的断裂特征。

因而断裂是突然进行的，因此在干燥机生产过程中突发调速电机轴疲劳断裂现象。

2、疲劳断裂应力很低循环应力中最大应为幅值一般远低于材料的强度极限和屈服极限。

例如，对于旋转弯曲疲劳来说，经107次应力循环破断的应力仅为静弯曲应力的20～40%，因此干燥机调速电机轴疲劳断裂与负重无关联。

3、疲劳断裂是一个损伤积累的过程疲劳断裂不是立即发生的，而往往经过很长的时间才完成的。

疲劳初裂纹的萌生与扩展均是多次应力循环损伤积累的结果，干燥机调速电机因没有加油孔，需经常拆装、维护保养，运输、安装等过程中可能存在造成疲劳出裂纹的萌生的因素，且无法直观判断。

事故预防措施：1、在每次拆装电机时应注意保护调速电机轴端防止磕碰。

2、在维护保养及输送过程中要加强轴端的保护，防止磕碰导致裂纹产生。

3、在每次保养后安装前检查轴端有无细微裂纹，防止事件的反复。

4、调速电机使用年限基本相同，防止类似事件反复发生请尽快实施2015年干燥机调速电机更换变频电机的技改。

调速电机轴横向疲劳断裂照片图1 图2 图3资料中显示的轴断裂切面图像我们现场的情况与图3显示的情况基本吻合，所以本次事故的判定为扭转弯曲疲劳断裂。

火电机组引风机变频改造后轴系断裂的原因分析与处理方法

第40卷,总第231期2022年1月,第1期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYVol.40,Sum.No.231Jan.2022,No.1　火电机组引风机变频改造后轴系断裂的原因分析与处理方法李　英(国能国华(北京)电力研究院有限公司,北京　100024)摘　要:某火电厂大型引风机进行变频改造后发生了轴系断裂,对该风机-电机轴系建模,计算弯振、扭振强度,分析断轴原因。

计算结果表明,风机组变频运行在某些转速时,进入轴系扭振的共振区,发生共振时应力超过了电机轴材料的疲劳极限,导致轴系在短时间内发生断裂。

通过进一步计算发现,风机及电机轴系的一阶固有频率与激振力频率避开10%以上时最大应力大幅降低,轴系疲劳寿命大幅增加,轴系可以长期安全运行。

最终提出避开共振频率的运行措施,为后续风机变频改造提供借鉴,避免此类问题的发生,对同类型改造有着广泛的指导意义。

关键词:风机;变频;轴系;扭振;断裂中图分类号:TK223.4TM621.9　文献标识码:A　文章编号:1002-6339(2022)01-0077-04 Reason Analysis and Treatment Method of Shafting Fracture after Frequency Conversion Transformation of Induced Draft Fan of Thermal Power UnitLI Ying(Guoneng Guohua Electric Power Research Institute Company Limitied,Bijing100024,China)Abstract:A shaft system fracture occurred after a large-scale induced draft fan in a thermal power plant was modified by frequency conversion.The fan-motor shaft system was modeled,the bending vibration and torsional vibration intensity were calculated,and the reasons for the broken shaft were analyzed in this article.The calculation results show that when the frequency conversion operation of the fan unit is running at certain speeds,it enters the resonance zone of the torsional vibration of the shaft system. When resonance occurs,the stress exceeds the fatigue limit of the motor shaft material,causing the shaft system to fracture in a short time.Through further calculation,it is found that when the first-order natu⁃ral frequency of the fan and motor shaft system differs by more than10%from the excitation force fre⁃quency,the maximum stress is greatly reduced,the fatigue life of the shaft system is greatly increased, and the shaft system can operate safely for a long time.Finally,the improvement of the structure and the operation measures to avoid the resonance frequency are proposed,which can provide a reference for the follow-up fan frequency conversion transformation and avoid the occurrence of such problems,which has a broad guiding significance to the same type transformation.Key words:fan;frequency conversion;shafting;torsional vibration;fracture收稿日期　2021-08-12 修订稿日期　2021-11-10基金项目:大型燃煤电站近零排放控制关键技术及工程示范(2015BAA05B02)作者简介:李英(1973~),男,硕士,高级工程师,主要从事电厂热能工程和锅炉辅机研究工作。

分析牵引电机主轴断裂原因

分析牵引电机主轴断裂原因
牵引电机主轴断裂是一种非常严重的机械故障，这不仅会影响设备的正常运行，而且
还会造成严重的安全隐患。

因此，需要对其原因进行仔细的分析，以便采取必要的措施进
行修复和改进。

首先，牵引电机主轴的断裂可能是由于材料质量不良或制造工艺不当造成的。

例如，
如果使用低质量的铸造材料或加工过程中没有正确的冷却和退火处理，就会导致轴杆存在
内部裂纹和缺陷。

在机械运行时，这些隐蔽性缺陷可能会逐渐加剧，最终导致轴杆断裂。

其次，牵引电机主轴断裂的原因还可能与设计或应用有关。

例如，如果选择错误的轴
承类型或安装不当，就会导致主轴过度磨损或扭曲，从而导致断裂。

此外，在设计主轴时，也需要考虑到所需扭矩和转速，以确保选用的材料和加工工艺能够承受这些要求。

另外，机械操作和保养不当也可能会导致牵引电机主轴断裂。

例如，如果经常超负荷
使用牵引电机或使用过度强烈的刹车，就会加速轴杆磨损和断裂。

同样，如果机械维护不
到位，例如不及时更换润滑油或清洁主轴，也会导致轴杆损坏加剧。

综上所述，牵引电机主轴断裂的原因是多方面的。

为了避免此类故障的发生，应该加
强对轴杆材料、制造工艺、设计和应用、机械操作和保养的考虑。

只有综合考虑这些因素，才能确保牵引电机主轴的稳定运行，减少故障发生的可能性。

断轴质量故障案例归纳——轴的断裂发生在哪个部位？如何规避？

断轴质量故障案例归纳——轴的断裂发生在哪个部位？如何规避？断轴问题始终是电机产品质量的一个热门话题，做为一名电机工作者，可能断轴问题与您绝缘，也许该问题总在困扰你，就像是恶魔缠身。

从统计学角度分析，断轴问题如果是个例，大多与电机的安装有关；但是，如果是频繁发生断轴问题，则一般属于系统性问题，说明电机与设备、工况匹配不合理，或者是安装环节存在较严重的问题。

01轴断裂的位置一般在哪个部位？从轴发生断裂的实际案例我们可以发现，电机轴断裂的部位一般发生在三个位置：（1）轴伸的根部。

轴伸作为与拖动设备对接的关键点，轴伸机械强度与尺寸都特别关键，包括与设备的联结方式，对于较大功率的电机，特别是多极低速电机，不建议采用皮带轮联结方式；对于频繁正反转的电机，如起动冶金设备用电机，建议采用锥轴伸。

（2）轴承位根部断裂。

从实际发生的断裂案例发现，大多数断裂轴是典型的细长型、转子外径相对较大、轴承位置轴的直径变化太大，即有较大的台阶；从使用的角度分析，这类电机大多发生在采用皮带传动的情况下，而且负载属于不规则的变化状态。

（3）轴的焊接部位。

这种情况主要是对于大规格电机带幅板的焊接轴，断裂部位一般发生在幅板与主轴的焊接位置，属于典型的应力消除不良反应。

02如何才能防止断轴问题的发生？从轴的设计和加工过程分析，应尽力保证将轴的应力控制在最小状态，从受力的角度，短粗轴是最安全的一种选择，尽量避免采用细长型的挠性轴。

对于轴本身的相关直径尺寸控制，在不影响其他零部件的配合关系条件下，不建议设计较大的过渡台阶；对于加工台阶部位，应采用适当的方式消除加工应力，如加工规范的应力槽、采用必要的尺寸过渡圆角等；对于带幅板的轴，焊接前工件的预热、焊接后应力消除都是特别重要的控制方法，如可以采用加热、振动等多种方法进行。

除设计及加工过程的控制外，材质的选择特别重要，对于特殊工况的电机轴应采用满足其工况条件的轴材，如对于普通轴的调质，选择高牌号的钢材，必要时可以采用锻造轴。

40Cr电机轴断裂原因分析

轴承（a）整体形貌
直棱角
1 理化检验
1.1 宏观检验断裂位置发生在电机轴最大轴径椎55 mm 与中
部椎44 mm 过渡轴肩台阶根部，紧靠轴承安装部位，断裂面与电机轴轴线垂直，如图 1（a）. 电机断轴宏观整体形貌。断轴宏观断口整体平齐、组织细腻，轴肩台阶过渡处为直棱角、无过渡圆角，根部加工刀痕粗糙、清晰可见；断口局部有红褐色锈蚀痕迹，分布于断口周向边缘，说明裂纹源早期萌发于此，形貌如图 1（b）电机断轴宏观局部形貌。
中图分类号：TG115
文献标识码：A
文章编号：1672-545X（2018）06-0200-04
电机是机械设备提供动力的重要部件，近年来其各类设备的电机故障时有发生[1，2]。就某工地 J3000 型搅拌设备振动筛所配备的 15 kW 三相异步电机（型号 YE3-160L-4）的电机轴在运转过程中发生断裂，且该类似的断轴事故在设备运行初期两月内相继发生三起，给用户和生产厂家均带来了极大的经济损失。据悉，该电机为后备采购件，电机轴最小直径椎42 mm，最大直径椎55 mm，总长 638 mm，其材料和热处理工艺要求为 40Cr 调质。工作过程中该电机轴承受着扭转应力和交变弯曲应力的双重作用力，零件使用性能要求高；为了找出电机轴断裂的主要原因，从理化检验和强度校核方面进行了分析讨论。
部分分别进行测试，数值见表 2 洛氏硬度测试结果，实测硬度范围 23~24.5HRC. 资料可查，40Cr 材料调质工艺规范硬度 25~30HRC 为佳，能获得优良的综合机械性能和较好的切削加工性能。可见，电机轴硬度偏低。
表 2 洛氏硬度测试结果 HRC
位置囟55mm 轴端 24.6 囟42mm 轴端 22.5