軸是電機中的一個重要(yào)零件,作為電機與設備之間(jiān)機電能量(liàng)轉換的紐帶(dài),支承(chéng)轉動(dòng)零部件、傳遞力(lì)矩和確定(dìng)轉動零部件對定子的相對位置。因此(cǐ),電機軸必須具有可靠的強度和剛度,確保預設定設計功能的實現。以下Ms.參簡單闡述各類型(xíng)電機軸及其特點,為電機(jī)軸(zhóu)的選取與設計提(tí)供參考。
軸的種類及其適用性
●按照軸上有無階梯分類(lèi)。可分為光軸和階梯式軸(zhóu)兩種。光軸常由冷拉圓鋼製成,可以(yǐ)減少加工軸外圓的工時,有時用於微(wēi)型電機中。階梯式軸能方便、牢靠地裝設許多不同(tóng)的零(líng)部件,因此,大多數電機都采用這(zhè)種軸。
階梯式軸中,根據階梯方向的不同,又(yòu)可分為單向階梯軸(階梯直徑從軸的一端向另一端逐級減小)和雙向階梯軸(zhóu)(階梯(tī)直徑從軸的中部向兩端逐級減小)。
●按照軸坯製造方式分類。可分成圓鋼軸(由熱軋圓鋼車成的軸)、鍛造軸(由鍛件製成的軸)和焊接軸(焊(hàn)有輻向筋條的軸)。
由熱軋圓鋼車成的(de)軸是中小(xiǎo)型電機中最常見的軸。軸的材料常用45優質碳素結構鋼。對於小功率電機,有的用Q235普通碳鋼。毛坯直徑需按軸的最大直徑再加上加工(gōng)餘(yú)量進行選擇。因此,切(qiē)削量是比較大的。
直徑在100毫米以上的(de)軸(zhóu)宜采(cǎi)用鍛造軸(zhóu)。經過鍛造(zào)的鋼材,機械強度較高(gāo),而且(qiě)鍛出階梯軸的大致形狀(zhuàng),可(kě)以節省(shěng)原材料和切削工時。對於機械強度要求高的大型軸,例如汽輪(lún)發電機的軸,常用(yòng)合金鋼鍛造。
焊接(jiē)軸以輻向筋條(tiáo)代(dài)替(tì)轉子支架,可增大轉子內腔的通風麵積。但焊接筋條時,容易引起軸的變形,焊接後必須經退(tuì)火處理。在機床上加工時又不連續切削,對刀具不利(lì)。由於(yú)焊縫存在,軸的疲勞強度(dù)顯著(zhe)降低,因而不適用於高速電機。
●按(àn)照軸與鐵心結合(hé)方式。可分成中部滾花的軸、熱套(tào)用軸和中部帶鍵槽的軸。滾花軸用於10千瓦以下的小型電機,可省去加工健和鍵槽的工作。但是在把軸壓入鐵心時,容易使軸發生變形。在電機運轉中(zhōng),有些滾花結合的轉(zhuǎn)子鐵心產(chǎn)生軸向移動的現象。這種軸變形是由鐵心與軸(zhóu)的配合(hé)過緊造成的(de),軸向位移是由兩(liǎng)者的配合過(guò)盈量不足所造成的。
熱套(tào)軸的中間部分既不滾花,也不帶鍵槽。軸(zhóu)與(yǔ)鐵心內孔之間(jiān)留有(yǒu)一定的過盈量(liàng),趁鐵心(xīn)在熱態時套入轉軸。隻要過(guò)盈量選擇(zé)適當,轉子鐵(tiě)心與軸的結合是非常可靠(kào)的。
中部帶鍵(jiàn)槽的軸又可分(fèn)成帶(dài)一段健槽與帶兩段鍵槽,帶一段鍵槽的軸用於小型電機。帶兩段鍵槽的軸用於中大型電機。轉子鐵心(xīn)(或支架)與軸是用鍵結合的。鐵心的軸(zhóu)向固定,一端增用凸(tū)肩,另(lìng)一端用弧形(xíng)鍵卡在軸上的環形鍵槽內。這種軸能傳遞較(jiào)大的力矩,常用於(yú)功率較大(dà)的電(diàn)機以及運行中要頻繁(fán)正反轉或(huò)轉子鐵心不(bú)宜熱套的電機。
●按照軸伸形狀分類。可分成圓柱形軸伸(shēn)軸、圓錐形軸伸軸和軸伸帶半聯軸器的(de)軸。圓柱形(xíng)軸伸加(jiā)工方便,在電機中用得最多(duō)。圓維形軸輔伸著(zhe)有緊固(gù)螺栓,加工量較大。但(dàn)所配裝的傳動輪(lún)裝(zhuāng)卸(xiè)方(fāng)便,多用於特種電機。帶(dài)半聯軸器的軸主要用於水輪發電機(jī)和大型直流電機上。
●按照軸心形狀分類(lèi)。可分成實(shí)心軸、一端(duān)帶深(shēn)孔的軸和有(yǒu)中心通(tōng)孔的軸。實心軸在電機中用得最普遍(biàn)。一端帶深孔的軸主要用於繞線式異步(bù)電(diàn)動機,以(yǐ)便將轉子上的引出線(xiàn)通(tōng)過(guò)孔內與端蓋外的集電環相接。有中心通孔的軸主要用(yòng)於大型電機:在雙水內冷的汽輪發電(diàn)機中,中(zhōng)心通孔(kǒng)還(hái)作為冷卻水路的一部分。
●按照軸導磁性分類(lèi)。可分成導磁(cí)軸與非導磁軸。導磁軸主要用於汽輪(lún)發電機中。其它電機的軸通常不需要導磁(cí)。
●其它分類方法。按照軸伸的數目的不同,可分成單軸伸(shēn)軸和雙軸伸(shēn)軸;按照(zhào)軸承數目的不同(tóng),可(kě)分成單軸承軸、雙軸(zhóu)承(chéng)輸和多軸承軸。