CN103023232A - 降低电机振动和噪声的转子加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种降低电机振动和噪声的转子加工方法，其特征在于，步骤为：第一步、对转子的轴承档及铁心外圆进行粗磨；第二步、进行第一次校动平衡；第三步、对转子进行第二次精磨；第四步、进行第二次校动平衡。通过比较，转子加工采用两次磨削两次校动平衡比只采用一次磨削一次校动平衡的电机振动烈度至少提高一个标准等级，结构噪声降低3-5dB，视不同电机具体情况不同，振动烈度和结构噪声的降低也带来了空气噪声的降低，可见其减振降噪效果明显。

Description

降低电机振动和噪声的转子加工方法

技术领域

本发明涉及一种降低电机噪声和振动的两次磨削两次校动平衡的转子加工方法，属于电机制造技术领域。

背景技术

电机铸铝转子一般都为刚性体，绕线转子通过两端绕组支架固定后也能达到刚性体。为了降低电机的噪声和振动，转子加工需满足：①轴承档圆度、尺寸精度以及表面粗糙度达到图样规定的高精度要求；②转子残余不平衡量满足高精密动平衡精度要求。

电机行业通常采用一次磨削一次校动平衡的转子加工工艺，基本满足了一般电机对振动、噪声的要求。但对低噪声电机来讲，上述工艺难以达到低振动烈度和低结构噪声指标要求。

对电机的转子这一旋转零部件来说，其轴承档的圆度、尺寸精度以及表面粗糙度及转子的不平衡是导致电机噪声高、振动大的主要原因。

对于轴承档，其圆度的允许值不应超过设计公差值的1/8，其加工精度是关键因素。目前，由于测量仪器的限制，圆度的测量存在困难，一般采用椭圆度来等效替代圆度的测量。从形位公差概念来讲圆度是半径差，而标准椭圆度是直径差，那么，不太严密地理解，圆度误差是椭圆度的一半，因此椭圆度的允许值一般不应超过设计公差值的1/4。一些国内外标准对不同轴颈的许可椭圆度进行了规定：特高级、超高级轴承，轴颈椭圆度为3～4μm；标准级、较高级、高级轴承，轴颈椭圆度8～12μm。

对于转子的不平衡，主要有三种：静不平衡、动不平衡和混合不平衡。静不平衡，指转子不平衡离心力在两支座(一般为紧靠轴承台阶平面处)上产生大小相同、相位一致的振动；动不平衡，指转子不平衡离心力在两支座上产生大小相同而相位相反的振动；混合不平衡，这时转子的残余不平衡引起不平衡力偶(动不平衡)和作用在重心上的径向力(静不平衡)，支座的振动在数值和相位上都不相同。电机的噪声和振动大多由混合不平衡产生。

另外，经过数十个规格交直流低噪声电机的研制，发现转子的残余不平衡量与电机的振动烈度和低频段的振动加速度有着直接的关系。美国MIL标准对不同转速电机转子的残余不平衡量划分为标准平衡、精密平衡和超精密平衡三个等级，对于低噪声电机转子的平衡，应采用超精密甚至更高的平衡等级，以达到减振降噪的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种能降低电机噪声和振动的两次磨削两次校动平衡的转子加工方法，使电机在运行时振动速度低，振动加速度也低，达到降低电机噪声和振动的目的。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种降低电机振动和噪声的转子加工方法，其特征在于，步骤为：

第一步、粗磨：为了满足转子第一次校动平衡时对轴承档支撑表面粗糙度的要求，对转子的轴承档及铁心外圆进行第一次粗磨，并为第二次精磨留0.15～0.20mm的加工余量；

第二步、第一次校动平衡：当转子质量不大于300kg时，校动平衡的残余不平衡量控制在0.50～1.00g，当转子质量大于300kg时，校动平衡的残余不平衡量控制在1.00～1.50g；

第三步、第二次精磨：在转子离心力可控的情况下加工，此时磨准转子各部位的公差尺寸，使得转子实际中心线与理想中心线处于最小偏差状态；

第四步、第二次校动平衡：转子处在实际中心线与理想中心线偏差量最小的状态，此时进行第二次校动平衡，当转子质量不大于300kg时，残余不平衡量控制在0.10～0.50g，当转子质量大于300kg时，残余不平衡量控制在0.50～1.00g。

优选地，在进行所述第一次校动平衡及所述第二次校动平衡时采用皮带传动式平衡仪。

通过比较，转子加工采用两次磨削两次校动平衡比只采用一次磨削一次校动平衡的电机振动烈度至少提高一个标准等级，结构噪声降低3-5dB，视不同电机具体情况不同，振动烈度和结构噪声的降低也带来了空气噪声的降低，可见其减振降噪效果明显。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例作详细说明如下。

本发明提供了一种降低电机振动和噪声的转子加工方法，其步骤为：

第一步、第一次粗磨：为了满足转子第一次校动平衡时对轴承档支撑表面粗糙度的要求，对转子的轴承挡、铁心外圆进行第一次粗磨，并为第二次精磨留0.15～0.20mm的加工余量。

第二步、第一次校动平衡：当转子质量不大于300kg时，残余不平衡量控制在0.50～1.00g(含)以内，当转子质量大于300kg时，残余不平衡量控制在1.00～1.50g(含)以内。目的是使转子第二次精磨时处于较好的平衡状态，减少由于转子旋转不平衡量产生的离心力而造成中心线的偏离。

第三步、第二次精磨：在转子离心力可控的情况下加工，此时磨准轴承挡、铁心外圆、轴伸等部位的公差尺寸，加工设备主要是磨床的精度及磨床砂轮的平衡精度对上述公差尺寸的加工精度起关键作用。第二次精磨具有在残余不平衡量为0.50～1.50g时修正半径差的作用，特别是能提高轴承挡的圆度精度，以达到转子实际中心线与理想中心线处于最小偏差状态。

第四步、第二次校动平衡：转子处在实际中心线与理想中心线偏差量最小的状态，此时进行第二次校动平衡。当转子质量不大于300kg时，残余不平衡量控制在0.10～0.50g(含)以内，当转子质量大于300kg时，残余不平衡量控制在0.50～1.00g(含)以内。

其中，对转子校动平衡，平衡仪采用皮带传动式比万向联轴节传动式精度高很多，建议首选皮带传动式平衡仪。

对通过上述步骤得到的转子进行质量检查：将转子重新放置在平衡仪上，复测残余不平衡量是否达到要求并且稳定性好；用带表千分尺测量转子轴承档360°方向若干个外径值，取最大值和最小值的1/2值模拟圆度的误差值，检查是否处于设计公差带的1/8内；用轮廓仪测量转子轴承档表面粗糙度Ra是否达到0.8μm。

本发明提供的两次磨削两次校动平衡的转子加工方法大量应用于某系列直流低噪声电机和某系列交流低噪声电机若干个规格的研制生产上，取得了良好的低噪声效果。若干规格电机经噪声振动测试，振动烈度至少提高一个标准等级，结构噪声降低3-5dB，电机的三个主要噪声振动指标——空气噪声、振动烈度和结构噪声均处于优良的低噪声水平。本发明提供的两次磨削两次校动平衡的转子加工方法经大量实践证明，能指导低噪声电机转子的加工。

Claims (2)

1.一种降低电机振动和噪声的转子加工方法，其特征在于，步骤为：

第一步、粗磨：为了满足转子第一次校动平衡时对轴承档支撑表面粗糙度的要求，对转子的轴承档及铁心外圆进行第一次粗磨，并为第二次精磨留0.15～0.20mm的加工余量；

第二步、第一次校动平衡：当转子质量不大于300kg时，校动平衡的残余不平衡量控制在0.50～1.00g，当转子质量大于300kg时，校动平衡的残余不平衡量控制在1.00～1.50g；

第三步、第二次精磨：在转子离心力可控的情况下加工，此时磨准转子各部位的公差尺寸，使得转子实际中心线与理想中心线处于最小偏差状态；

第四步、第二次校动平衡：转子处在实际中心线与理想中心线偏差量最小的状态，此时进行第二次校动平衡，当转子质量不大于300kg时，残余不平衡量控制在0.10～0.50g，当转子质量大于300kg时，残余不平衡量控制在0.50～1.00g。

2.如权利要求1所述的一种降低电机振动和噪声的转子加工方法，其特征在于，在进行所述第一次校动平衡及所述第二次校动平衡时采用皮带传动式平衡仪。