单轴承电机转子动平衡工装改进及验证

单轴承电机转子动平衡工装改进及验证

陈荐英，丁立国，吉志伟

中车永济电机有限公司，山西 永济 044502

摘要：电机振动超对电机的危害极大，而引起电机振动的原因有很多，转子的动平衡是其中一个主要因素，因此提高转子的平衡质量非常重要，本文主要从一种单轴承电机转子的动平衡进行讨论，介绍一种动平衡工装的设计及验证方法，从而保证转子动平衡的质量，为单轴承电机转子动平衡提供一种借鉴。

关键词：单轴承电机、动平衡、验证方法

1. 引言

    我公司生产的单轴承支撑结构电机试制时，经常出现振动超情况，造成大量返工。交付用户后，大多是和柴油机直接连接，转子动平衡差会造成机车整车的振动，严重时会影响电机的使用寿命和柴油机性能［1］。因此，分析转子不平衡的原因，提高转子动平衡质量，消除由转子不平衡引起的振动问题十分迫切。

1 原因分析

    一般电机两端都有轴承，转子动平衡时，转轴两端轴承位直接放置在动平衡机滚轮架上，而单轴承电机因一端无伸出轴，故平衡时需设计一个动平衡工装（即假轴，以下通称为假轴），假轴与转子连接后，再将转子放置于动平衡机滚轮架上。所以单轴承电机动平衡精度不高的原因，判断是由假轴精度不高引起的，而假轴精度不高的原因主要有两个方面：假轴与转子连接的配合精度不高，假轴自身的不平衡。

    1.1假轴与转子连接的配合精度不高

    以现有的某个动平衡工装进行试验，假轴与产品连接处的配合采用小间隙配合，间隙配合H7/g6,将假轴与转子连接后进行动平衡后，拆卸假轴，再将假轴与转子以同样的连接角度安装，再次进行动平衡，比较两次转子的不平衡值，发现两次不平衡值相差达20g以上，远超工艺要求。所以判断配合精度不高是一个主要因素。  

    1.2 假轴工装自身的不平衡量

    原假轴（见图1）设计图纸因只有一段有轴，公司现有设备无法对其自身进行动平衡，图纸设计时也未要求进行平衡，因材料本身及加工误差等因素，工装本身的不平衡量可能过大，从而造成与转子连接后的动平衡质量不高。

图1 假轴图

2.工装的改进

2.1 提高假轴与转子连接的配合精度

   对假轴与转子连接处的配合精度进行改进，加严配合公差，但加严公差配合，安装时可能会造成转子内孔的挤伤，影响产品质量，同时成本也将增加，所以需选用合适的公差配合，既容易安装，又不影响平衡质量。将原选用的H7/g6配合更改为H7/m6。

2.2增加假轴自身平衡要求

    对假轴进行改进，在假轴一端增加伸出轴头，在转子端面上增加一圈螺纹孔（平衡时增加重量时使用），并在技术要求上增加动平衡要求：“加工完后进行动平衡，残余不平衡量小于1g”。（见图2）        

                       图2 改进后的假轴图

3 工装的验证

    在工艺文件中增加工装首次使用的验证的验证方法，将改进后的假轴进行验证：

   （1）将假轴与转子连接后进行动平衡，然后拆卸假轴；

   （2）保持转子位置不变，将假轴旋转“90°，检测转子不平衡数据；

   （3）保持转子位置不变，将假轴旋转“180°，检测转子不平衡数据；

   （4）保持转子位置不变，将假轴旋转“270°，检测转子不平衡数据；

   （5）保持转子位置不变，将假轴旋转“360°，即第一次假轴安装位置，检测转子不平衡数据。         

    统计上述数据（表1所示），可看出，工装旋转至180°时，非传端不平衡值变化最大，为11.1g；传动端不平衡值变化最大，为10.1g。工装旋转至原位，非传端不平衡值变化为0.1g,传动端不平衡值变化为0.3g，满足工艺要求。

表1改进后假轴的验证数据

根据上述验证结果，改进后的假轴明显提升了转子的动平衡质量。

4.结束语

   通过上述假轴改进及验证，公司开始使用改进后的假轴及验证方法，单轴承电机转子动平衡质量大幅提升，电机振动超问题得到明显改观，取得了一定的经济效益。

参考文献

﹝1﹞何井祥 蒋新艳，内燃机车主发电机动平衡试验工艺研究

﹝2﹞《机械振动 恒态（刚性）转子平衡品质要求 第2部分：平衡误差》 GB/T9239.2-2006/ISO1940-2:1997