CN105207428B - 电机转子动平衡配重结构和动平衡方法及试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机转子动平衡配重结构，它包括转子本体和与之固定连接的主轴，所述转子本体的端部一体设置若干个配重构件。采用本发明的动平衡方法及试验装置，采用减重法对不平衡量进行校正，使校正后转子的不平衡量趋近于零；同时试验在模拟电机正常运行温度状态下进行，可以避免电机运行温升导致次生不平衡现象的产生，减少电机运行调试过程中的再次试验校正。

Description

电机转子动平衡配重结构和动平衡方法及试验装置

技术领域

本发明涉及机械动平衡技术领域，具体涉及一种电机转子动平衡配重结构和动平衡方法及试验装置。

背景技术

对于高转速转子，即便是有很小的偏心距，也会引起非常大的离心力，引起电机的振动，产生噪声，加速轴承的磨损，造成转子部件高频疲劳破坏，降低电机的使用寿命。因此，转子的动平衡在电机的制造过程中占据着非常重要的地位。对于不平衡的校正形式，一般采用拧平衡螺钉、配平衡块、焊接焊片、钻孔、磨削、车削等方法。对于高速旋转的转子通过拧平衡螺钉很难达到需要的精度，焊接的方法会对转子产生不利影响，去除材料的方法具有不可逆性，对转子的强度也有一定的影响。其次，目前对转子的动平衡测试及校正大多在常温状态下进行，而转子则通常在较高温度下长时间运行，而温度的变化往往会使转子产生新的不平衡，尤其是转速在6000rpm以上的高速电机，即便是微小的不平衡量也将引起电机的啸叫，并对电机的运行质量和使用寿命带来较为严重的不利影响。

CN202145607U公开了一种电动机转子的动平衡机构，在转子上设置转子护帽，并在转子护帽上设置若干个平衡孔，平衡孔上设有有塑性固体物制成的平衡块，以实现转子的平衡，并便于平衡块的安装和拆卸。但是，该结构一是需要增加转子护帽，容易影响转子的紧凑结构和连接的紧密型，加大了工艺难度；二是难于保证平衡块与转子的牢固连接，影响转子运行过程中动平衡的可靠性；三是在安装时，需先测量出转子的相应部分的质量相对过轻，再在转子护帽的相应部分设置平衡孔；校正动平衡时需要先将转子护帽拆卸而后再安装平衡块，然后再行安装，容易导致转子动平衡实验前后平衡状态的改变，必须试验和调整，工艺复杂，生产效率低，且质量难于可靠保证。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种电机转子动平衡配重结构，该结构制作方便、平衡修正工艺简单，动平衡精度高。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种操作简便，能够提高作业效率和平衡精度的转子动平衡方法。

本发明所要解决的再一个技术问题是提供一种操作方便，能可靠地保证转子动平衡精度的动平衡装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电机转子动平衡配重结构，包括转子本体和与之固定连接的主轴，所述转子本体的端部一体设置若干个配重构件。

进一步的，所述配重构件沿转子本体外圆周部位设置。

进一步的，所述配重构件为偶数个，并两两相对于转子本体轴心对称设置。

进一步的，所述配重构件为柱状结构。

进一步的，所述配重构件为环状扇形配重块。

进一步的，所述扇形配重块上均布设置2-3个圆柱状配重件。

一种适用于上述电机转子动平衡配重结构的动平衡方法，包括下述步骤：

1）按设定的动平衡配重结构制备转子成型；

2）在步骤1）制备的转子端部设定试验校正基准相位，在自动定位平衡机上进行动平衡试验，获得待校正相位和调整质量；

3）取下试验后的转子，采用减重法按所述调整质量削去位于待校正相位的配重构件或临近待校正相位的2个配重构件即可。

进一步的，所述动平衡试验在60℃-90℃温度下进行。

一种用于上述动平衡方法的动平衡试验装置，包括自动定位平衡机本体，所述自动定位平衡机本体上设置加热机构。

进一步的，所述加热机构包括两半扣合连接的筒状壳体，壳体内设置加热元件。

本发明的有益效果是：

1）本发明的电机转子动平衡配重结构采用与转子一体预设配重构件的方式，并采用减重法对不平衡量进行校正，一是增强了电机转子的刚性，能有效地克服配重松动带来的振动，保证电机的平稳运行，二是便于校正减重量的精确控制，配合精准的试验定位，使校正后转子的不平衡量趋近于零。

2）将平衡配重构件设置为环状扇形结构，不仅增加了转子的散热面积，改善其散热性能，而且在离心力的作用下，使其能够发挥类似扇叶的作用，对电机定子、转子以及磁隙部位进行更加有效的冷却，避免产生过高的升温，减少电机的运行故障。

3）本发明的电机转子动平衡方法采用模拟电机正常运行温度状态下进行，避免了电机运行温升导致次生不平衡现象的产生，尤其对高平衡精度要求的高速电机，减少了电机运行调试过程中的再次试验校正，也无需配置在线平衡机构。

4）本发明的动平衡试验装置在动平衡试验设备上设置加热机构及其监测控制系统，使得电机转子进行热平衡更加方便，同时该加热机构拆装简便，使动平衡试验设备具备更加宽泛的试验应用范围。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本发明实施例二的结构示意图；

图4是图3的侧视图；

图5是本发明实施例三的结构示意图；

图6是图3的侧视图；

图7是图3中另一结构的侧视图；

图8是实施例二中动平衡试验设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

实施例一

如图1、图2所示，电机转子包括转子本体1和主轴5，二者固定连接不可松动。所述转子本体1包括磁极2，磁极2的两端设有端压板3，本发明的电机转子动平衡配重结构是在端压板3的外侧设置若干个配重构件，配重构件与端压板铸造或焊接为一整体结构，可以保证动平衡后转子的刚性，实现一次平衡永久使用。所述配重构件可采用配重柱4a（横截面可以为圆形、椭圆形或多边形），其直径和长度可以根据电机型号及测试校正经验，尺寸尽量设计的小一些，以便减轻转子和电机的整体重量，配重柱4a应端压板3外圆周部位设置，便于以较小的校正调整质量取得较大的调平效果，当然由于其具有较大的离心力而可以相对减轻平衡柱4a的设置重量并进而减轻转子整体的重量。配重柱4a应沿端压盖3圆周部位的同心圆均匀布置，且最好为4个、6个、8个、10个、12个等偶数个，根据转子直径的大小设置的数量应多一些，便于校正调平时取用，并且应两两相对于端压盖3的轴心对称设置。

该转子动平衡配重结构的动平衡方法，可按下述步骤进行：

1）按照上述原则，参考试验数据资料，综合考虑各种相关因素设计配重构件的尺寸和数量以及设置位置，设计出转子结构，并按设计结构制备转子成型；

2）在步骤1）制备的转子端部设定标记出试验校正基准相位，并输入动平衡控制系统；然后将待测试转子放置在自动定位平衡机的测试工位上，启动设备进行动平衡试验，当试验取得待校正相位和调整质量后设备将自动停止，并在显示盘上显示待校正相位和调整质量；

3）取下试验后的转子，按照步骤2）显示待校正相位和调整质量，采用减重法按所述调整质量以及配重构件的尺寸和比重计算出减重长度（当然这一程度也可通过参数输入由动平衡设备的控制系统直接计算和显示），通过切削或磨削削减位于待校正相位的配重构件或临近待校正相位的2个配重构件即完成转子动平衡校正作业，当然也可对校正效果进行抽检测试验证。由于严格按照减重的相位和质量进行平衡配重构件的削减，故而此方法校正后的转子不平衡量可以趋近于零。

本动平衡方法的动平衡实验可在具有数显功能的自动定位平衡机上进行。

实施例二

参看图3、图4，本发明的电机转子动平衡配重结构与实施例一基本相同，区别仅在于：配重构件为环状扇形配重块4b，其尺寸可以根据电机型号及测试校正经验数据设计，尺寸尽量设计的小一些，以便减轻转子和电机的整体重量。采用这种结构，不仅可以加大转子的散热面积，同时当转子高速旋转时由于离心力的作用，扇形配重块4b不仅用于动平衡校正，而且可起到近似扇叶的功用，对电机定子和磁隙部位进行冷却，收到意想不到的效果。

该电机转子动平衡配重结构的动平衡方法也基本同于实施例一，区别在于步骤2）中，动平衡试验在60℃-90℃环境温度下进行，对转子进行预热并升温至60℃-90℃，模拟转子在运行温度状态下进行测试和校正，可使电机在最佳平衡状态下运行。在进行动平衡试验时，可在预热设备中将待试验转子预热到设定温度再送至试验工位；当然也可利用带有加热机构的动平衡机进行加热。该方法基于考虑的主要因素是，电机通常在60℃-90℃温度下运行，尤其是转速在6000rpm以上的高速电机，在常温下进行动平衡试验校正后，往往在运行状态会次生不平衡量，现有技术中虽然有在常温下试验校正后，在安装运行调试时再进行二次平衡，或者配备在线平衡机构，但都十分麻烦，使得动平衡校正效率降低，成本费用增加。

本动平衡方法在具有数显功能的自动定位平衡机上进行，但最好在自动定位平衡机101的测试工位设置一个加热机构，以电加热机构为宜（参看图8）。所述加热机构可以设置为上下两半扣合连接的筒状壳体102，其一侧可用合页铰接连接，另一侧可用锁扣活动连接，便于测试转子的上下工位。壳体102内壁设置加热元件104，当然还可在壳体102内壁设置隔热保温层103，加热元件104可镶装在隔热保温层103内。自动定位平衡机101上还可设置温度探测器105，例如采用红外温度探测器，用于探测待试验转子的温度，加热机构由自动定位平衡机101的控制系统106自动控制。当进行动平衡试验时，可先将所述壳体102打开，将待测试转子置放在试验架上，在将壳体102合上扣紧，再自动定位平衡机101的控制系统106自动控制下启动加热机构，当转子温度升高到设定值时启动自动定位平衡机101进行测试。

实施例三

如图5、图6、图7所示，本发明的电机转子动平衡配重结构基本同于实施例二，区别在于每个扇形配重块4b上均布设置2-3个配重柱4c,所述配重柱4c可设置在环状扇形配重块靠近两侧的位置各设置1个，也可在同圆周上中间位置增加设置1个配重柱4d。在采用该结构进行测试校正时，可先行削减圆配重柱4c或/和4d，当不平衡量较大时将配重柱4c和4d全部削除后还可在再行削减扇形配重块4b，因此具有较大的减重校正范围。

本实施例的动平衡试验方法即动平衡装置可同于实施例一或实施例二。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种电机转子动平衡配重结构，它包括转子本体和与之固定连接的主轴，所述转子本体的端部一体设置若干个配重构件，其特征在于：所述配重构件为环状扇形配重块，所述扇形配重块上均布设置2-3个柱状配重件。

2.如权利要求1所述的电机转子动平衡配重结构，其特征在于：所述配重构件沿转子本体外圆周部位设置。

3.如权利要求2所述的电机转子动平衡配重结构，其特征在于：所述配重构件为偶数个，并两两相对于转子本体轴心对称设置。

4.如权利要求1所述的电机转子动平衡配重结构，其特征在于：所述电机转子动平衡配重结构的动平衡方法包括下述步骤：

1）按设定的动平衡配重结构制备转子成型；

2）在步骤1）制备的转子端部设定试验校正基准相位，在自动定位平衡机上进行动平衡试验，获得待校正相位和调整质量；

3）取下试验后的转子，采用减重法按所述调整质量削去位于待校正相位的柱状配重件或/和扇形配重块或临近待校正相位的2个柱状配重件或/和扇形配重块即可。

5.如权利要求4所述的电机转子动平衡配重结构，其特征在于：所述动平衡试验在60℃-90℃温度下进行。

6.如权利要求4所述的电机转子动平衡配重结构，其特征在于：所述自动定位平衡机包括自动定位平衡机本体，所述自动定位平衡机本体上设置加热机构。

7.如权利要求6所述的电机转子动平衡配重结构，其特征在于：所述加热机构包括两半扣合连接的筒状壳体，壳体内设置加热元件。