CN103595202B - 一种电机转子动平衡的校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明运用一种新型的动平衡的校验方法，包括以下步骤：步骤一，将加工完的电机转轴单独进行动平衡测试并校正，使转轴的不平衡量达到精度等级要求；步骤二，将第一个零部件安装在电机转轴上进行动平衡，测量出该零部件的校正面在轴上不平衡量的大小及相位，再进行校正；步骤三，校正完后将下一零部件安装到位，再次进行动平衡，测量出该状态下的不平衡量的大小及相位，并进行校正，直到所有的零部件都安装完毕，整根转子的残余不平衡量即达到了要求。使用该方法可以使每个安装平面的不平衡量达到要求，在高速运转时整个转子的振动不会产生很大的变化，具有减小噪声、减小震动、提高支撑部件的使用寿命、降低产品的功耗等优点。

Description

一种电机转子动平衡的校验方法

技术领域

本发明涉及一种电机，特别是涉及一种电机转子动平衡的校验方法。

背景技术

电动机运行噪声主要由机械噪声、电磁噪声和空气动力噪声构成。实践研究表明，三类噪声中机械噪声占65%~75%，电磁噪声约占25%，空气动力噪声占约10%以下，而引起电动机机械噪声的主要原因是电动机转子不平衡。一个不平衡的转子在旋转过程中会对其支撑结构和转子本身产生一个压力，导致电动机在运行过程中产生周期性机械振动。转子轴承上产生的附加动压力会降低轴和轴承的寿命。

当前大部分高速电机转子做动平衡时将转子上的铁心，内、外风扇等安装到轴上整体做动平衡，这种方法虽然可以使转子整体的不平衡量达到要求，但是每个截面的残余不平衡量还是很大，在低速时这种截面上的残余不平衡量引起的噪声不太大，但是到高速运转时，它的噪声就很大，产生周期性机械振动，降低了设备的使用寿命。

为了降低电动机转子的不平衡，除了提高零件的设计精度、制造精度外，最有效的方法是对电动机转子进行不平衡校正，其实质是调整转子部件的质量分布，使转子在转动时的离心力系达到平衡，以减少轴承上的附加动压力，降低电动机运行的机械振动和机械噪声，以延长设备的使用寿命。

发明内容

本发明运用一种新型的动平衡的校验方法，对每个零部件的截面分别进行平衡，从而达到整体的平衡，该方法能降低电机运行的机械振动和噪声，提高支撑部件的使用寿命。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：一种电机转子动平衡的校验方法，包括以下步骤：步骤一，将加工完的电机转轴单独进行动平衡，在校正面上对轴的不平衡量进行校正，使转轴的不平衡量达到精度等级要求；步骤二，将第一个零部件安装在电机转轴上进行动平衡，测量出该零部件的校正面在轴上不平衡量的大小及相位，再进行校正；步骤三，校正完后将下一零部件安装到位，再次进行动平衡，测量出该状态下的不平衡量及相位，并进行校正。等所有的零部件都安装完毕，整根转子的残余不平衡量即达到了要求。使用该方法，不仅可以使转子整体的不平衡量达到要求，而且可以使每个安装平面的不平衡量达到要求，在高速运转时可以使整个转子的振动不会产生很大的变化。

本发明结合实际生产，利用平衡机对电机转子在旋转状态下进行动平衡的校验，此校验方法具有减小噪声、减小震动、提高支撑部件的使用寿命、降低产品的功耗等优点，可适用于交、直流电机转轴的动平衡工艺设计。

附图说明

图1是永磁同步电机转轴的结构示意图；

1.标记处，2.轴承档A，3.不锈钢套筒，4.磁钢片，5.轴承档B，

6.铁心档，7.电机转轴，8.动平衡机前支架，9.动平衡机后支架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明；

参照附图：

一、先做电机转轴在安装完所有零部件后整体的动平衡测试，得出一个初始平衡数据，目的是和使用本发明后的数据进行对比，具体步骤如下：

1、首先对加工完的电机转轴7单独进行动平衡校验，在校正面上对轴的不平衡

量进行校正，使电机转轴7的不平衡量达到精度等级要求。

2、在电机转轴铁心档6处贴上磁钢片4，然后将一个外表面已缠上一段特制的

碳纤维的不锈钢套筒3套在磁钢片4上。将上述已装好磁钢片4和套筒3的转轴放到动平衡机上面，放置方法为：动平衡机前支架8调节到图中2轴承档A位置处，动平衡机后支架9调节到图中5轴承档B位置处。然后在图中1标记处裹一层黑色胶带，在胶带上面的任意适当位置处放一个动平衡机测速专用纸片，并以此为位置基点，即0°位置。

3、检查整个动平衡机以及转轴是否有松动现象，如果没有，则开机。当用动平

衡机上的传感器扫描到电机转轴的最大转速为1080转/分时，图中2轴承档A处动平衡机显示的初始平衡量的读数是227°23g，图中5轴承档B处动平衡机显示的初始平衡量的读数是80°22g。

二、再用本发明对电机转轴进行动平衡校验，具体步骤如下：

步骤一，对加工完的电机转轴7单独进行动平衡校验，在校正面上对轴的不平衡量采用加重去重法进行校正，使电机转轴7的不平衡量达到精度等级要求，即平衡精度等级G在0.4级和1级之间。

步骤二，将磁钢片4贴在电机转轴铁心档6处，按照上述方法放置动平衡机并进行动平衡测试，测量出该状态下的不平衡量大小及相位，再采用加重去重法进行校正。

步骤三，校正完成后再将上述不锈钢套筒3套在磁钢片4上，进行动平衡测试，测量出该状态下的不平衡量大小及相位，再采用加重去重法校正。最终在图中2轴承档A处动平衡机显示的不平衡量读数是108°272mg，在图中5轴承档B处动平衡机显示的不平衡量读数是132°79mg。

因转子平衡精度等级G为0.4mm/s和1.0mm/s，即允许的不平衡量介于115.4mg至288.4mg之间或者小于115.4mg都属于达到动平衡要求（数值得出的方法见下面），因此该动平衡机的不平衡量读数表明电机转轴整体达到了动平衡的要求。

允许的不平衡量的计算公式为：

m_per=M×G××10³（g）

式中：m_per为允许不平衡量，单位是g；

M代表转子的自身重量，单位是kg；

G代表转子的平衡精度等级，单位是mm/s；

r代表转子的校正半径，单位是mm；

n代表转子的转速，单位是rpm。

转子的自身重量M为100kg，转子的平衡精度等级G要求为0.4和1.0之间，

转子的校正半径r为184mm，转子的额定转速n为18000rpm

代入到公式中：

m_per=100×0.4××10³（g）=0.1154g=115.4mg

m_per=100×1.0××10³（g）=0.2884g=288.4mg

本发明中转子的零部件不局限于磁钢片和不锈钢套筒，在实际工作中，若零部件较多，只要重复之前的工作即可，即每安装一个零部件就进行一次整体动平衡测试并校正，直到所有的零部件都安装完毕，整根转子的残余不平衡量就达到了要求。

下表为对永磁同步电机转子做动平衡校验的结果对比：

需要注意的是，做转子动平衡的时候，转子初始不平衡量不宜过大。对于初始不平衡量较大的转子，虽然可以通过校正将其平衡到允许的不平衡量范围内，但是转子的整个质量（重量）的变化量也相应较大，将影响电动机的运行精度（如复位的准确度等）。因此，在做转子动平衡的时候，要控制转子零件及转子本身的制造精度，如转子主轴的直线度，铁心及换向器的同轴度，齿槽的等分度，转子线圈排列的均匀程度，轴承挡圈的开口应尽量安装在相反的位置上等。

本发明可以使每个安装平面的不平衡量达到要求，在高速运转时整个转子的振动不会产生很大的变化，具有减小噪声、减小震动、提高支撑部件的使用寿命、降低产品的功耗等优点。

Claims (1)

1.一种电机转子动平衡的校验方法，包括标记处（1）、轴承档A（2）、不锈钢套筒（3）、磁钢片（4）、轴承档B（5）、铁心档（6）、电机转轴（7）、动平衡机前支架（8）、动平衡机后支架（9），其特征在于：步骤一，对加工完的电机转轴（7）单独进行动平衡校验，在校正面上对轴的不平衡量采用加重去重法进行校正，使电机转轴（7）的不平衡量达到平衡精度等级G在0.4级和1级之间；步骤二，将磁钢片（4）贴在电机转轴铁心档（6）处，在动平衡机上进行动平衡测试，测量出步骤二状态下的不平衡量大小及相位，再采用加重去重法进行校正；步骤三，校正完成后再将上述不锈钢套筒（3）套在磁钢片（4）上，进行动平衡测试，测量出步骤三状态下的不平衡量大小及相位，再采用加重去重法校正。