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嘉峪检测网 2020-01-13 14:16
电动机轴的主要作用是支承电动机转子旋转，传递转矩，其性能直接影响到电动机的使用寿命。空调系统中因电动机轴断裂导致电动机传动失效，造成出风系统异常，严重影响客户使用效果，破坏品牌形象。因此，必须对电动机轴断裂性质和原因进行分析，提前采取改善措施。
该款电动机轴是使用45热轧钢，原材料是正火状态，其强度、刚度、韧性能满足一般电动机轴的使用需求。实验室在对电动机进行1.2倍额定负载试验时，发现其中一台电动机轴在退刀槽位置断裂。为了寻找断裂原因，本文通过对轴承力学强度校核以及化学成分、材料硬度、金相组织检测等，并结合对失效电动机轴断口的宏观和微观分析，最终确定断裂失效的主要原因。
表1 故障件材料化学成分（质量分数） （%）
表2 失效件及正常使用电动机轴硬度测试值 （HV）
图1 电动机轴断裂位置
图2 坏件宏观断口图
图3 失效件断面边沿类解理、沿晶混合形貌
图4 失效件断面边沿摩擦痕
图5 扩展区类解理形貌
图6 扩展区二次裂纹
图7 瞬断区韧窝和准解理混合形貌
图8 瞬断区韧窝形貌
图9 断面中间位置横向组织（100×）
图10 断面边沿位置横向组织（100×）
图11 断面中间位置纵向组织（100×）
图12 断面电动机轴边沿位置纵向组织（100×）
图13 C系利带状组织评级图（5级）
图14 电动机轴中心位置横向组织（100×）
图15 电动机轴外边沿横向组织（100×）
图16 电动机轴中心位置纵向组织（100×）
图17 电动机轴外边沿位置纵向组织（100×）
图18 C系利带状组织评级图（1级）
表3 失效件与正常使用电动机轴的室温组织对比
带状组织的出现会导致材料力学性能呈现方向性，顺着带状方向的强度、塑性、韧性较高，垂直带状方向的强度、塑性、韧性下降，同时使工件硬度不均匀。
综上所述，电动机轴断裂失效的形式是多源疲劳断裂。排除设计强度不足、材料成分影响及机加工裂纹。失效件由于正火处理没完全消除带状组织，组织达到国标GB/T13299—1991《钢的显微组织游离渗碳体、带状组织及魏氏组织评定方法》C系列5级，导致硬度不均匀，力学性能下降，长时间荷载运转下出现疲劳断裂。
作者：盘玮
单位：格力电器股份有限公司
来源：金属加工
