基于DIN 743標準的電機轉軸強度校核方法及其驗證

張 焱

(上海電氣集團上海電機廠有限公司，上海 200240)

0 引言

轉軸在電機中起到支撐轉子、傳遞扭矩的作用，是電機最關鍵的部件之一，因此，保證轉軸強度滿足要求對電機的安全性具有重要意義。目前國內常用的電機轉軸強度校核方法種類較多，不同廠家均有各自的計算方法，同時，有限元分析技術也逐步得到應用。德國DIN機械工程標準委員會編寫的《DIN 743軸類部件的承載力計算》標準涵蓋了多種轉軸幾何結構特征的強度校核方法，計算較為準確，具有較高的應用價值。

1 DIN 743標準中的轉軸校核方法

DIN 743標準主要通過計算安全系數對轉軸的疲勞失效和永久變形進行校核，將計算得到的安全系數與固定值Smin=1.2進行比較，以判斷軸是否處于安全狀態。

1．1 防止疲勞失效的證明

疲勞安全系數的計算公式如下：

式中：σzda、σba、τta外力作用下產生的主動應力幅值，其作用形式為拉伸/壓縮、彎曲和扭轉，σzdADK、σbADK、τtADK為可承受幅值(拉伸/壓縮、彎曲和扭轉的強度)。

部件的疲勞強度σzd，bADK，(τtADK)通過拋光試棒的強度加以計算得出。作為名義應力，表示該部件在所述負載情況下的最大可承受振幅。應考慮以下因素：

(1) 熱處理質量和淬火性：若無法通過相關截面的硬度測量等方式直接獲得，可近似取決于部件的直徑(工藝尺寸影響因子K1(deff))。

(2) 隨著應力梯度的減小，彎曲振動強度隨直徑的增大向拉伸/壓縮振動強度轉變(幾何尺寸影響因素K2(d))。

(3) 部件形狀，尤其是缺口形狀(疲勞缺口因子βσ(d)、βτ(d))。

(4) 表面粗糙度(粗糙度因子KFσ和KFτ)。……