电机轴频繁断裂原因分析

客户一台水环真空泵，132KW皮带轮传动电机，连续两天损坏两台电机，轴断裂位置相同，泵拆解检查转子分配板等没有任何异常，卡阻，工艺管道也说未发现异常，电机新换电机，目前还在查找原因当中，现运行的132KW电机电流一直在230A左右，额定电流240A，感觉风险较大。
各位大神帮忙分析一下可能是什么原因导致的呢？

图2、轴断裂截面较为光滑,其余1/3截面较为粗糙,根据截面外观初步判断,是加工原因,在断裂处截面存在应力集中,运转过程中因应力集中产生微小裂纹,裂纹逐步加深,形成约占轴截面2/3的光滑面,粗糙面是裂纹扩展达到2/3左右截面后,剩余面积承受载荷超过材质屈服极限而瞬间撕裂破坏造成。

这电机轴径与泵轴径相比大小如何？为何电机轴断而泵轴不断。
个人认为：
1、从断面看，电机轴调质热处理的回火不足，导致电机轴硬度有余，而韧性不足；
2、皮带传动就会产生大的径向力，轴在旋转时，考核轴反复的抗弯（拉压）的疲劳强度，并且断裂的位置就是在轴伸根部的空刀槽位置；
3、不知道是平带还是V带还是齿轮带传动，平带需要很大的拉力才能获得足够的摩擦力，而V带和齿轮带因为结构关系拉力要小的多。
4、可以尝试使用更大的电机（轴强度更大），耗电量差不多
5、有条件的话可以上减速机（箱）传动。

皮带太紧了？ 如果要求紧度不变那就把电机往轴向皮带轮方向移动，皮带轮往深里装。这样可以减小断面的承受力

冰封的沙漠 发表于 2019-3-6 08:19
皮带太紧了？ 如果要求紧度不变那就把电机往轴向皮带轮方向移动，皮带轮往深里装。这样可以减小断面的承受 ...

同意此友方法，把电机皮带轮的悬臂长度减短，让电机皮带轮尽可能靠近电机轴承，以减小作用在轴和轴承上的作用力

建议发个全景片子，可以看到设备的全部。你的设备是自己改造的、拼装的、生产厂家品牌产品？是胎里带的问题还是后天出现的问题，负载的轴功率与电机的功率是否配套？反映的问题越全面越有助于问题的分析解决。
    只发了一个断轴太局限。

泡沫_ZPTK 发表于 2019-3-6 08:09
图2、轴断裂截面较为光滑,其余1/3截面较为粗糙,根据截面外观初步判断,是加工原因,在断裂处截面存在应力集中 ...

断第一次的时候曾怀疑是加工材料等方面的问题，但是连续在几小时内断裂两次，而且现目前运行的电机电流仍处于满负荷状态运行，

3983596_FPPZ 发表于 2019-3-6 08:18
这电机轴径与泵轴径相比大小如何？为何电机轴断而泵轴不断。
个人认为：
1、从断面看，电机轴调质热处理 ...

电机轴径80，泵120
V带传动
现在没有找到原因，暂时不考虑增大电机功率
以前就是减速机，后面改成的皮带轮

CHANGBAISHI 发表于 2019-3-6 10:39
建议发个全景片子，可以看到设备的全部。你的设备是自己改造的、拼装的、生产厂家品牌产品？是胎里带的问题 ...

此设备是广东佛山水泵厂的，由之前的减速机改为的带轮传动，但已运行几年了，最近才出现的连续断轴情况，负载的电机出厂是110KW的，两年前已改成了132KW，

我相信LEE 发表于 2019-3-6 10:57
此设备是广东佛山水泵厂的，由之前的减速机改为的带轮传动，但已运行几年了，最近才出现的连续断轴情况， ...

改制是可以的，但是需要有设计标准做检验。
连续短轴的因素打个比方，设计有余量，这个余量多少，直观的与皮带轮的长度、皮带的拉力松紧变化有直接关系。把皮带调松一些试试。另外，电机与基础的连接是否预应力足够，这一点也是常被忽视的。比如，地脚螺栓与螺杆虽然紧固，但不一定是到位，起到应有的预应力。这个力可以保证电机平稳运行，震动最小。这个点要给予重视。

什么时间改的皮带传动？断裂之前你们还做过什么吗？

冬天温度低V带收缩，拉力格外大，按照楼上朋友的建议，调松下V带看看

或者改成多楔带或者齿轮带，传动能稳定些，预紧力需要的小些

泡沫_ZPTK 发表于 2019-3-6 11:13
什么时间改的皮带传动？断裂之前你们还做过什么吗？

皮带传动已经改了有五六年了，是正常开车断裂的，现在就是找不到断裂的原因呢。

3983596_FPPZ 发表于 2019-3-6 13:07
冬天温度低V带收缩，拉力格外大，按照楼上朋友的建议，调松下V带看看

V带 松紧度是比较合适的

CHANGBAISHI 发表于 2019-3-6 11:07
改制是可以的，但是需要有设计标准做检验。
连续短轴的因素打个比方，设计有余量，这个余量多少，直观的 ...

这个改造是原厂计算过的，而且是已经运行了五六年，最近突然连续出的问题，皮带松紧度是合适的，电机连接的地脚螺栓也是确认过没有问题的，运行也是很平稳的。

我相信LEE 发表于 2019-3-6 13:25
皮带传动已经改了有五六年了，是正常开车断裂的，现在就是找不到断裂的原因呢。

看着截面很光滑

就是感觉是疲劳应力断裂+材质较脆造成的

泡沫_ZPTK 发表于 2019-3-6 13:42
看着截面很光滑

设备部门，生产部门，仪电部门现在都找不到原因

泡沫_ZPTK 发表于 2019-3-6 13:42
看着截面很光滑

设备部门，生产部门，仪电部门现在都找不到原因