Page 54 - 理化检验-物理分册2024年第五期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202405011

某型电机轴开裂原因

陈 燕

[ 泰富特钢悬架( 成都) 有限公司, 成都 610500 ]
摘 要: 某型电机在使用过程中振动异常, 停机检查发现电机轴表面存在裂纹。采用宏观观察、
化学成分分析、 金相检验、 力学性能测试、 扫描电镜分析等方法研究了该电机轴开裂的原因。结果
表明: 电机轴断口呈多源疲劳快速扩展特征形貌; 堆焊工艺不当, 使堆焊层硬度较低, 且形成了脆性
较大的自回火马氏体; 在运转过程中, 电机轴主要承受扭转载荷, 轴表面所受应力最大, 因此优先在
轴表面堆焊层形成微裂纹, 裂纹在扩展过程中汇聚形成多源疲劳, 并在扭矩作用下裂纹呈八字形扩
展, 最终导致电机轴发生开裂现象。

关键词: 电机轴; 堆焊层; 多源疲劳; 开裂; 自回火马氏体; 脆性

中图分类号: TB31 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2024 ) 05-0042-04

Crackin g causesofacertaint yp eofmotorshaft

CHENYan

[ TaifuS p ecialSteelSus p ension ( Chen g du ) Co. , Ltd. , Chen g du610500 , China ]

Abstract : Acertaint yp eofmotorvibratedabnormall ydurin guse , anddurin g shutdownins p ection , cracks

werefoundonthesurfaceofthemotorshaft.Thereasonsforthecrackin gofthemotorshaftwerestudiedusin g

methodssuchasmacrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , metallo g ra p hicexamination , mechanical

p erformancetestin g andscannin gelectronmicrosco pyanal y sis.Theresultsshowthatthefracturesurfaceofthe

motorshaftexhibitedacharacteristicmor p holo gyofra p idp ro p a g ationofmultisourcefati g ue.Im p ro p erweldin g

p rocessresultedinlowerhardnessoftheweld in g la y erandtheformationofbrittleselftem p eredmartensite.Durin g

o p eration , themotorshaftmainl y boretorsionalload , andthesurfaceoftheshaftwassub j ectedtothemaximum

stress.Therefore , microcrackswerep referentiall yformedonthesurfaceoftheshaftb y weldin g .Durin gthe

p ro p a g ation p rocess , cracksconver g edtoform multi p lefati g uesources , andundertheactionoftor q ue , thecrack

p ro p a g atedinanei g ht-sha p edsha p e , ultimatel y ledtotheoccurrenceofcrackin g inthemotorshaft.

Ke y words : motorshaft ; weldin g la y er ; multisourcefati g ue ; crackin g ; selftem p eredmartensite ; brittleness
电机轴是安装于风扇电机中的主要构件之一, 1 理化检验
其通过转动传递力矩。某型电机在2022年1月因
内风扇故障送修, 修复后于2022年7月试机运行, 1.1 宏观观察
运行过程中主电机振动频率突然增大, 停机检查发 对开裂电机轴进行宏观观察, 发现在电机轴总
现主电机轴与锥套之间出现2条斜向裂纹, 并伴有 长约1 / 3位置存在3条呈八字形分布的裂纹, 裂纹
金属碎块脱落现象, 电机轴材料为 42CrMo钢。笔 分布形态相似且裂纹尖细( 见图1 )。沿裂纹处人工
者对该电机轴进行分析, 找出其开裂原因, 并提出改 打开, 对断口进行宏观观察, 可见断口呈多源疲劳特
进建议, 避免该类问题再次发生。 征形貌, 疲劳源位于轴表面, 扩展区较平整( 见图2 )。
1.2 化学成分分析
在电机轴断口附近取样, 对试样进行化学成分
收稿日期: 2023-07-13
分析, 结果如表1所示。由表1可知: 电机轴基体的
作者简介: 陈 燕( 1986- ), 女, 硕士, 主要从事失效分析及质量

化学成分符合GB / T3077 — 2015 《 合金结构钢》 对

管理工作, 455823595@ qq .com
4 2