电机轴失效分析

浅谈风力发电机主轴轴承失效分析及解决办法风力发电机主轴轴承是风能转换装置中的重要组成部分，其正常运转与否直接影响风力发电机的性能和寿命。

然而，在运行过程中，由于各种原因，风力发电机主轴轴承存在失效的风险。

本文将从失效原因、失效分析及解决办法等方面进行论述。

首先，风力发电机主轴轴承失效原因多种多样，主要包括以下几方面：1.过载与负荷不均匀：由于发电机长期工作在高速旋转状态下，风力过大或过小都会导致主轴轴承受到不同程度的负载，使其过载或负荷不均匀，从而引起失效。

2.润滑不良：风力发电机主轴轴承工作环境恶劣，尘埃多，容易导致润滑油污染，进而引发润滑不良，造成主轴轴承失效。

3.轴承偏心和振动：由于安装和使用不当，风力发电机主轴轴承可能出现偏心磨损，同时，振动也会在一定程度上加剧轴承失效。

常见的轴承失效形式主要包括以下几种：1.疲劳失效：轴承长期在复杂动载荷下工作，容易导致疲劳失效，主要表现为轴承表面的磨损和龟裂。

2.磨损失效：因为润滑不良、杂质进入轴承等原因，主轴轴承可能出现磨损失效，主要表现为表面磨损、脱落和腐蚀等现象。

3.弯曲失效：过载或负荷不均匀都会导致主轴弯曲变形，造成主轴轴承失效。

为了解决风力发电机主轴轴承失效问题1.加强检查和维护：定期对风力发电机主轴轴承进行检查，确保其润滑状态良好，及时更换磨损严重的轴承。

2.提高轴承负荷承载能力：采用高强度材料制造轴承，增加轴承的负荷承载能力以及寿命。

3.减小振动幅度：通过优化设计和加强安装质量，降低风力发电机的振动幅度，减少对主轴轴承的影响。

4.加强润滑管理：严格控制风力发电机主轴轴承的润滑油品质和污染控制，确保轴承良好润滑，减少摩擦磨损。

总之，风力发电机主轴轴承的失效对风力发电机的性能和寿命具有重要影响。

通过加强检查和维护、提高轴承负荷承载能力、减小振动幅度、加强润滑管理等措施，可以有效预防和解决风力发电机主轴轴承失效问题，提高风力发电机的可靠性和经济性。

工业电机滚动轴承失效分析与防治措施摘要:在工业电机中,滚动轴承是不可缺少的基础部件之一,也是最易造成损坏的一种机械零件,因此分析滚动轴承的失效原因及找到有效的防治措施就变得尤为重要。

关键词:滚动轴承失效分析防治措施1 前言滚动轴承是旋转机械中的重要零件,它具有摩擦系数低、运动精度高、成本低廉、互换性好及对润滑剂黏度敏感性低等优点,但它同时也具有承受冲击能力差、滚动体上载荷分布不均匀等缺点。

因此在工业电机运行中常会出现轴承发热、产生噪声,甚至整个轴承烧毁等现象,这将直接影响到企业的生产工作,因此分析滚动轴承的失效原因及找到有效的防治措施就变得尤为重要。

2 滚动轴承的失效分析2.1 轴承的疲劳剥落轴承的内外滚道和滚动体表面在正常工作状态下既承受载荷又产生相对滚动,在周期性的交变载荷的作用下,产生交变应力,随着轴承使用的时间延长,这个应力的循环次数越来越多,达到一定的数值后,这些受力体就会出现疲劳小裂纹,继续下去,由于应力作用和润滑油的侵蚀,裂纹逐渐扩展,进而使表层发生剥落坑。

如图1所示。

疲劳剥落是轴承失效的主要形式,通常也是用滚动轴承的疲劳寿命表示轴承寿命。

当出现疲劳失效后会造成轴承运转时冲击载荷、振动和噪声的加剧。

2.2 轴承的磨损失效轴承的滚道和滚动体之间相对运动产生摩擦导致其工作表面金属不断磨损而形成的失效。

电机中常见的磨损形式有磨粒磨损和粘着磨损两种。

磨粒磨损是由于轴承封闭不严,致使滚道和滚动体之间侵入了尘埃或其它硬质异物,它们充当了磨粒的角色,而在轴承工作表面形成犁沟状的擦伤。

这时会造成轴承游隙增大、表面粗糙度增加。

粘着磨损是由于润滑不良,局部摩擦生热,尤其是在频繁起动的电机中,电机的频繁起停大大增加了内外滚道和滚动体之间的滑动摩擦,造成局部变形和显微焊合现象,严重时表面金属可能局部熔化,接触面上作用力将局部焊接点从基体上撕裂而产生剥落区,从而使轴承运转精度降低,振动和噪声增大,甚至造成轴承报废。

某45钢电机转轴早期断裂失效分析
杨广舟;齐建波;杨礼林
【期刊名称】《当代化工研究》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】本文对某机床45钢电机转轴早期异常断裂情况,采用直读光谱、扫描电子显微镜、硬度计、蔡司金相显微镜等分析设备对转轴进行了检测和分析,内容包括对断口位置的化学成分、夹杂物,宏观形貌和微观组织,以及显微维氏硬度。

结果表明:化学成分和非金属夹杂物、带状组织、晶粒度,转轴基材符合国标对45钢的要求。

断裂主要原因是轴与轴套接触位置配合不当,应力集中导致在断裂源处发生热摩擦,使转轴表面有过热重熔现象,形成了粗大显微组织,降低了转轴表面强度,从而加快疲劳裂纹的形成和扩展,导致早期异常断裂的发生。

【总页数】3页(P44-46)
【作者】杨广舟;齐建波;杨礼林
【作者单位】内蒙古科技大学材料与冶金学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.2
【相关文献】
1.理化分析在注塑机溶胶电机转轴断裂失效分析中的应用
2.45号钢电机轴断裂失效分析
3.S45C-A电机转轴疲劳试验断裂原因分析及其应对措施
4.40Cr钢电机转轴断裂失效分析
5.数控机床45钢转轴断裂失效分析研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

2019年4月下风力发电机主轴轴承失效分析何玉强（新d 绿色能源股份有限公司，河北 石家庄 050000）摘　要：文章结合风力发电场实际运行过程中的各种轴承磨损和故障现象，对双馈异步低温风力发电机组进行现场风机运行数据的统计分析，总结了影响轴承正常运行的因素，希望在技术和经验方面提供参考。

关键词：风力发电机；主轴轴承；失效中图分类号：TM315 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2019）08-0120-02——————————————作者简介： 何玉强（1984—），男，河北石家庄人，本科，工程师，研究方向：机械设计制造及其自动化。

我国风电行业比较严重和普遍存在的问题是大型双馈型风力发电机主轴轴承的磨损，已成为风力发电机组研发和重点排除的故障。

根据目前的情况，导致主轴轴承磨损的主要原因有以下几种：风机组装过程不规范，没有检查润滑油，轴承本身的质量。

文章在风电场实际工作的基础上，详细分析双馈风力发电机前后的轴承磨损情况[1]。

1 主轴轴承在正常情况下失效的主要原因1）兆瓦级风力发电机的主轴轴承用的是双列调心滚子轴承，它必须承受轴向和径向的载荷，所以出现故障次数也比较多。

这是因为具有较大的间隙的双列调心滚子轴承，上风向侧的轴承承受较小的载荷，而下风向轴承要承受很多径向载荷和轴向力，这导致滚子过度滑动，如果润滑不良会导致材料腐蚀并剥落，使座圈，滚子和保持架受力不均出现变形的情况，导致座圈和轴承座之间出现不协调，引起常见故障，如位移和卡住[2]。

2）在设计新的传动系统时，很少使用调心轴承作为主轴轴承。

一般建议使用圆锥滚子轴承，其有很强的径向和轴向承载力，通过预紧可以均匀地加载滚轮，滚轮不易滑动摩擦。

然而，在装置过程，由于安装精度和技术要求，轴承间隙如果调整不当会导致半干滚动摩擦，就会导致轴承失效[3]。

3）用热装法进行轴承装配。

由于加热装置的尺寸限制，只能进行局部加热，这样就会导致加热不均匀，使轴承变形。

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。