2.1.1 軸斷裂面宏觀及微觀形貌觀察 軸斷裂面處于軸上軸承安裝處的過渡圓弧區(qū)域（軸承安裝根部）。圖 1 為斷軸宏觀斷裂面，局部發(fā)生磨損，斷口表面齊整與軸向垂直，無縮頸和塑性變形痕徑。斷口疲勞條帶明顯，從外圓向中心擴展，最終瞬斷區(qū)面積小于軸截面積的 10%，說明斷軸所受名義應力較小。

    

　　通過電鏡掃描微觀觀察，斷裂源起源于軸頸堆焊層表面，呈多源分布特征，有點裂紋源和線性裂紋源2.1.2 電機軸材質分析 對基體進行光譜元素測量，分析結果示于表 1。分析結果表明，軸材質元素成分分布均勻，無其他缺陷，僅含有少量硫化物、氧化物等冶金缺陷，屬于中碳鋼，對應我國 45#鋼，是電機軸常用推薦材料，分析認為軸材質合格，并未對軸斷裂造成影響。

　　2.2 電機軸力學計算分析由于電機軸為階梯軸，不同階梯截面處承受的力矩和應力是不同的。電機運行時軸受到彎扭力矩的共同作用，如果某一階梯截面承受應力過大，則可能最先在階梯截面過渡圓弧處萌發(fā)裂紋和發(fā)生斷裂，因此找出電機軸受力危險截面，對判斷軸斷裂原因有重要作用。電機軸力學分析簡化模型如圖 4 所示。圖中，F(xiàn)1、F2為皮帶張緊力；F3、F4為電機軸支撐力；Me為電機轉矩；O 與O1為電機軸支撐點；F 為皮帶張緊力 F1與 F2的合力；T 為 O1支撐點承受的彎矩；D 為電機軸分析截面直徑；M 為分析截面對應扭矩；L 和 l 分別為電機左端軸承距右端軸承及電機帶輪的水平距離。

      

       通過以上方法測試，高壓電機軸斷裂的根本原因為一下幾點：電機軸斷裂形式屬于低應力旋轉彎曲疲勞斷裂，其根本原因為電機軸翻修過程中存在缺陷（軸肩過渡圓角無工藝控制要求、焊后未進行熱處理、堆焊層夾雜物超級），導致軸肩圓角應力集中，在旋轉彎曲力矩的作用下產生疲勞開裂，最終導致了電機軸的斷裂。此外，風機皮帶張緊力偏大（大于皮帶廠家建議值），增大了電機軸的負荷，是電機軸發(fā)生斷裂的促成因素。綜上所述，電機軸斷裂是多個因素迭加的結果。