Каковы распространенные виды отказов валов двигателей? 

Вал двигателя является основным компонентом двигателя, который преобразует электрическую энергию в механическую и передает мощность. В процессе эксплуатации он постоянно воспринимает знакопеременные изгибающие и скручивающие нагрузки. На него также влияют множество факторов, таких как окружающая среда, качество обработки и условия установки. Формы отказов разнообразны, что напрямую определяет надежность и срок службы двигателя.

Усталостный перелом является наиболее распространенным типом разрушения валов двигателей, на его долю приходится более 70% случаев выхода из строя валов. Периодическое переменное напряжение, вызванное запуском и остановкой двигателя, а также колебаниями нагрузки, приведет к суперпозиции напряжений в зонах концентрации напряжений вала (таких как переход плеча вала, конец шпоночной канавки и основание резьбы). Когда напряжение превышает предел выносливости материала, возникают микротрещины; по мере увеличения количества циклов напряжения трещины будут продолжать расширяться, что в конечном итоге приведет к мгновенному разрушению вала. Причинами этого типа отказов являются разрывы напряжений, вызванные слишком малым радиусом переходной скругления оси, поверхностные дефекты, такие как следы обрабатывающего инструмента, внутренние включения в материалах, а также отсутствие проверки напряжений в условиях длительной переменной нагрузки.

Износ из-за износа также является одной из основных форм поломок валов двигателей, которую разделяют на износ шеек и износ шпоночных канавок. Шея и внутреннее кольцо подшипника имеют относительную скользящую посадку в течение длительного времени. Если смазочное масло недостаточно чистое, цикл смазки слишком длинный или соосность установки подшипника отклонена, на поверхности шейки произойдет абразивный или адгезионный износ, в результате чего зазор посадки превысит стандартный, что приведет к вибрации ротора, увеличению шума и даже к перегреву и блокировке подшипника. Из-за длительной передачи крутящего момента шпоночный паз неоднократно сжимается и трется о боковую часть плоской шпонки, постепенно вызывая боковой износ, что снижает эффективность передачи крутящего момента. В тяжелых случаях шпонка и шпоночный паз могут ослабнуть и соскользнуть, что приведет к выходу из строя трансмиссии.

Во влажных, пыльных или агрессивных средах (например, в двигателях в химической промышленности и горнодобывающей промышленности) на валу могут возникнуть коррозионные разрушения. С одной стороны, на поверхности вала будет возникать электрохимическая коррозия, образующая питтинговую или равномерную коррозию, ослабляющую эффективную несущую площадь сечения вала и снижающую общую прочность; с другой стороны, если одновременно существует растягивающее напряжение, коррозионная среда будет проникать вдоль точки концентрации напряжения, вызывая коррозионное растрескивание под напряжением. Этот тип неисправности чрезвычайно скрыт и часто выходит из строя внезапно, без явного предупреждения, что может легко привести к крупным авариям.

Кроме того, также распространены чрезмерная деформация и разрушение из-за перегрузки. Когда жесткость вала двигателя недостаточна, под номинальной нагрузкой возникает чрезмерная деформация изгиба, вызывающая трение между ротором и сердечником статора (обычно называемое «подметанием»). Фрикционное тепло ускорит старение изоляции обмоток и даже сгорит двигатель. Неправильная сборка двигателей с длинной осью также усугубит изгибную деформацию вала. Переломы из-за перегрузки чаще всего происходят внезапно и вызваны случайной остановкой двигателя, внезапным увеличением нагрузки или выходом из строя защитного устройства. Мгновенный крутящий момент намного превышает предел текучести материала, что непосредственно приводит к поломке вала и потерям при остановке оборудования. За счет оптимизации конструкции конструкции (например, увеличения переходного галтели, рационального выбора материалов), стандартизации технологии обработки, усиления смазывания и регулярного обнаружения напряжений и износа можно эффективно снизить вероятность выхода из строя вала двигателя и обеспечить стабильную работу двигателя.