CN108801551B - 一种强磁性电机转子动平衡测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种强磁性电机转子动平衡测试装置，涉及不带磁电枢的电机动平衡领域；包括2个可移动支板、2个固定支板、主支板、压板立柱、压板、强磁电机转子、转子支撑工装和2个球轴承；2个固定支板对称放置在主支板的两侧；2个可移动支板分别固定安装在2个固定支板的外侧壁；转子支撑工装固定安装在主支板的顶端中部；强磁电机转子沿轴向穿过转子支撑工装；压板立柱固定安装在主支板的顶端，且压板立柱设置在转子支撑工装的一侧；压板固定安装在压板立柱和支撑工装的顶端；2个球轴承分别固定安装在2个可移动支板的外侧壁顶端，且2个球轴承的顶端与强磁电机转子接触；本发明实现将转子平衡精度提高到更高级别的G0.4级，且动平衡性能一致性良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种不带磁电枢的电机动平衡领域，特别是一种强磁性电机转子动平衡测试装置。
背景技术
由电机转子不平衡引起的振动是发电机设计和维护中最关键的问题之一，它产生的动态不平衡力对电机运行状态有不利影响。电机的振动会产生很大的噪声，加速电机轴瓦磨损，严重影响电机的性能和安全运行。为降低或消除电机振动，电机转子的动平衡是转子生产制造过程中必不可少的重要环节。
一般情况下，电机新转子安装好在运行前，由制造厂在专门设计的平衡机上进行动平衡。动平衡调试工序是一个检查电机转子结构状态是否合理、质量分布是否均匀的重要步骤，通过必要调整，使转子在整个升速范围内和工作转速时的振动低至规限值内，强磁电机转子在装调前，必须在专用平衡机上进行动平衡。对于电机强磁转子动平衡而言，由于强磁转子与平衡机支架的强磁干扰，不能在现有普通动平衡机上直接平衡，目前没有相关的动平衡测试装置对转子进行平衡。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种强磁性电机转子动平衡测试装置，实现将转子平衡精度提高到更高级别的G0.4级，且动平衡性能一致性良好。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
一种强磁性电机转子动平衡测试装置，包括2个可移动支板、2个固定支板、主支板、压板立柱、压板、强磁电机转子、转子支撑工装和2个球轴承；其中，主支板为对称的几字形结构；2个固定支板对称放置在主支板的两侧；2个可移动支板分别固定安装在2个固定支板的外侧壁；转子支撑工装固定安装在主支板的顶端中部；强磁电机转子沿轴向穿过转子支撑工装；压板立柱固定安装在主支板的顶端，且压板立柱设置在转子支撑工装的一侧；压板固定安装在压板立柱和支撑工装的顶端；2个球轴承分别固定安装在2个可移动支板的外侧壁顶端，且2个球轴承的顶端与强磁电机转子接触。
在上述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，所述的主支板的顶端中部设置有V形凹槽，实现对转子支撑工装的支撑。
在上述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，所述固定支板截面为L型的板状结构；固定支板的长边竖直放置；固定支板的短边水平放置；且2个固定支板的短边相背放置。
在上述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，所述可移动支板为板状结构；可移动支板的顶端中部设置有V形凹槽；实现强磁电机转子轴向伸出。
在上述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，所述可移动支板的两侧对称设置有第一腰型孔；第一腰型孔沿竖直方向设置；通过调节固定支板与第一腰型孔的固定位置，实现对可移动支板高度的调节。
在上述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，所述主支板的两侧底板对称设置有第二腰型孔；第二腰型孔长度方向与强磁电机转子轴向平行设置；通过调节固定支板与第二腰型孔的固定位置，实现对2个固定支板之间间距的调节。
在上述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，所述固定支板的短边设置有第三腰型孔；第三腰型孔沿固定支板方向设置；通过主支板与第三腰型孔的固定位置，实现对固定支板偏移位置的调节。
在上述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，所述球轴承采用陶瓷材料。
在上述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，2个固定支板的间距为100-200mm。
在上述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，所述主支板采用铝合金材料。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明中球轴承采用陶瓷材料，导热性能较差，不导磁，工作时产生的热量较小，耐磨性高，有效提高了辅助支撑工作可靠性，实现了强磁电机转子动平衡高精度；
(2)本发明采用了铝合金主支板，有效提高了整个支撑系统的整体刚度，可有效传递不平衡所产生的振动信号，确保了转子振动力传递的均匀性，实现了软支撑平衡机测量结果的高效准确性；
(3)本发明压板，提高了支撑工装的运转平稳性，可有效消除平衡过程中由于转子离心力所产生的轻微振动，使软支撑平衡机的测量结果更加接近真实转子值，实现了测量结果的一致性和可靠性；
(4)本发明采用了可移动式支板，可灵活调整强磁性转子辅助支撑与平衡机采集系统之间的距离，可有效防止强磁转子对平衡采集系统力传感器所产生的干扰，有效提高转子平衡精度，实现了强磁电机转子的可靠平稳运转；
(5)本发明采用了转子支撑工装，可根据转子轴系结构实现有效固定支撑，简化模拟了电机定子本体结构，提高了整个电机转子轴系的结构刚度，实现了强磁电机转子带轴承轴系的整机动平衡。
附图说明
图1为本发明测试装置结构示意图；
图2为本发明主支板结构示意图；
图3为本发明可移动支板结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
本发明的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，经过多次动平衡调试试验，对现有软支撑动平衡机辅助支撑进行防磁化设计，采用陶瓷球轴承8消除强磁力对平衡采集系统的影响，通过调整强磁转子与辅助支撑之间的距离等技术手段可功解决强磁转子与平衡机支架磁性干扰问题，具有较大的社会、经济效益和应用推广价值。
如图1所示为测试装置结构示意图，由图可知，一种强磁性电机转子动平衡测试装置，包括2个可移动支板1、2个固定支板2、主支板3、压板立柱4、压板5、强磁电机转子6、转子支撑工装7和2个球轴承8；其中，主支板3为对称的几字形结构；2个固定支板2对称放置在主支板3的两侧；2个可移动支板1分别固定安装在2个固定支板2的外侧壁；转子支撑工装7固定安装在主支板3的顶端中部；强磁电机转子6沿轴向穿过转子支撑工装7；压板立柱4固定安装在主支板3的顶端，且压板立柱4设置在转子支撑工装7的一侧；压板5固定安装在压板立柱4和支撑工装7的顶端；2个球轴承8分别固定安装在2个可移动支板1的外侧壁顶端，且2个球轴承8的顶端与强磁电机转子6接触。球轴承8采用陶瓷材料。
固定支板2截面为L型的板状结构；固定支板2的长边竖直放置；固定支板2的短边水平放置；且2个固定支板2的短边相背放置。固定支板2的短边设置有第三腰型孔11；第三腰型孔11沿固定支板2方向设置；通过主支板3与第三腰型孔11的固定位置，实现对固定支板2偏移位置的调节。2个固定支板2的间距为100-200mm。
可移动支板1为板状结构；可移动支板1的顶端中部设置有V形凹槽；实现强磁电机转子6轴向伸出。可移动支板1的两侧对称设置有第一腰型孔9；第一腰型孔9沿竖直方向设置；通过调节固定支板2与第一腰型孔9的固定位置，实现对可移动支板1高度的调节。
图2为本发明主支板结构示意图，由图可知，主支板3采用铝合金材料；主支板3的顶端中部设置有V形凹槽，实现对转子支撑工装7的支撑。主支板3的两侧底板对称设置有第二腰型孔10；第二腰型孔10长度方向与强磁电机转子6轴向平行设置；通过调节固定支板2与第二腰型孔10的固定位置，实现对2个固定支板2之间间距的调节。
该型平衡装置工作时，首先将强磁电机转子装入转子支撑工装7，利用压板立柱4固定好位置，电机转子支撑端使用陶瓷球轴承8固支，启动平衡机电机驱动电机转子在一定平衡转速下旋转，可根据强磁电机转子磁性力的大小调节左右两侧可移动支板1来确定合适的支撑高度。
在强磁转子运行的过程中，因磁性力产生的干扰容易对转子的平衡精度产生破坏。所以想要保证电机转子的稳定运行，就需要使转子辅助支撑具有一定的防磁化能力的同时，具有的自身抗干扰的特性。而想要达成这些目的，就需要从转子辅助支撑与平衡机采集系统之间的距离来进行考量。根据磁性干扰力大小选择合适的转子支撑距离，可提高转子平衡精度。具体实施方案为，可移动支板1和L型固定支板2通过锁紧螺母连为一体，组成平衡整体左右支架，二者可以通过可移动支板1上的腰型孔9与L型固定支板2上的腰型孔互相配合来进行高低距离调整，可有效防止强磁转子对平衡采集系统力传感器所产生的干扰。L型固定支板2通过主支板3上腰型孔10与主支板3连接，构成整个动平衡装置的辅助支撑组件。
主支板3主要针对软支撑平衡机设计而成，用于增加平衡辅助支撑组件的刚度，同时可有效传递不平衡所产生的振动信号，其上设置有加强筋确保整个平衡装置在高速运转时减小振动。压板立柱4通过主支板3上的压板立柱固定孔与主支板3固连，压板5与压板立柱4用螺钉固连，通过强磁电机转子工装固定孔对转子支撑工装7进行压紧限位，由于陶瓷材料位错少、迁移率低，且具有高硬度，一般较金属的硬度要高1倍多，能够减少磨损，使得陶瓷轴承具有良好的耐磨性。陶瓷的抗拉强度和抗弯强度与金属相当；而抗压强度极高，大约是金属材料的5～7倍，尤其是在高温条件下，仍能保持高的强度和硬度，陶瓷的导热性能较差，不导磁，选用陶瓷球轴承8工作时产生的热量较小，可延长辅助支撑寿命，有效提高强磁电机转子动平衡精度。有鉴于此，在可移动支板1上设有轴承安装孔，用于固定陶瓷球轴承8。
工装的加工精度及平衡校正精度是动平衡成功与否的关键，由于试验等级较高，工装必须有较高的加工精度，包括与强磁电子转子的同轴度、垂直度等形位工差，尤其是同轴度必须进行校正。L型固定支板2上的腰型孔与主支板3上的腰型孔10可构成一个水平方向的距离微调，以保证强磁电机转子的同轴度。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (8)
1.一种强磁性电机转子动平衡测试装置，其特征在于：包括2个可移动支板(1)、2个固定支板(2)、主支板(3)、压板立柱(4)、压板(5)、强磁电机转子(6)、转子支撑工装(7)和2个球轴承(8)；其中，主支板(3)为对称的几字形结构；2个固定支板(2)对称放置在主支板(3)的两侧；2个可移动支板(1)分别固定安装在2个固定支板(2)的外侧壁；转子支撑工装(7)固定安装在主支板(3)的顶端中部；强磁电机转子(6)沿轴向穿过转子支撑工装(7)；压板立柱(4)固定安装在主支板(3)的顶端，且压板立柱(4)设置在转子支撑工装(7)的一侧；压板(5)固定安装在压板立柱(4)和支撑工装(7)的顶端；2个球轴承(8)分别固定安装在2个可移动支板(1)的外侧壁顶端，且2个球轴承(8)的顶端与强磁电机转子(6)接触；
所述的主支板(3)的顶端中部设置有V形凹槽，实现对转子支撑工装(7)的支撑；
所述固定支板(2)截面为L型的板状结构；固定支板(2)的长边竖直放置；固定支板(2)的短边水平放置；且2个固定支板(2)的短边相背放置。
2.根据权利要求1所述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，其特征在于：所述可移动支板(1)为板状结构；可移动支板(1)的顶端中部设置有V形凹槽；实现强磁电机转子(6)轴向伸出。
3.根据权利要求2所述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，其特征在于：所述可移动支板(1)的两侧对称设置有第一腰型孔(9)；第一腰型孔(9)沿竖直方向设置；通过调节固定支板(2)与第一腰型孔(9)的固定位置，实现对可移动支板(1)高度的调节。
4.根据权利要求3所述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，其特征在于：所述主支板(3)的两侧底板对称设置有第二腰型孔(10)；第二腰型孔(10)长度方向与强磁电机转子(6)轴向平行设置；通过调节固定支板(2)与第二腰型孔(10)的固定位置，实现对2个固定支板(2)之间间距的调节。
5.根据权利要求4所述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，其特征在于：所述固定支板(2)的短边设置有第三腰型孔(11)；第三腰型孔(11)沿固定支板(2)方向设置；通过主支板(3)与第三腰型孔(11)的固定位置，实现对固定支板(2)偏移位置的调节。
6.根据权利要求5所述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，其特征在于：所述球轴承(8)采用陶瓷材料。
7.根据权利要求6所述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，其特征在于：2个固定支板(2)的间距为100-200mm。
8.根据权利要求7所述的一种强磁性电机转子动平衡测试装置，其特征在于：所述主支板(3)采用铝合金材料。
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