电动机转子动平衡工艺的设计

电动机转子动平衡工艺的设计

王海峰

吉林省辽源市大唐辽源发电厂，吉林省辽源136200

摘要：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%,空气动力噪声约占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。电动机转子的不平衡在电动机运行过程中将产生周期性机械振动,在转子轴承上产生附加的动压力,降低轴和轴承的寿命。降低电动机转子不平衡,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。

关键词：电动机；转子动平衡；工艺设计

1转子动平衡工艺的设计

1.1平衡支承面和校正面的设置

旋转机械动平衡的品质是以旋转机械支承轴承的单位承压大小为依据的，所以将电动机转子

支承轴承的位置设置为转子动平衡校正的支承面。根据电动机转子的结构特点，可将其看作为刚性转子。对于刚性转子的任意不平衡量的分布,只要取两个校正面进行动平衡校正,就能将转子的剩余不平衡量校正到小于或等于转子的允许不平衡量。按照电动机转子的设计和制造工艺特点,可将两个校正面Uper1和Uper2设置在转子铁心附近。转子结构、动平衡校正的支承面及校正面的设置如图1所示。

1.2平衡精确度和允许不平衡量的确定

确定转子的允许不平衡量是一项很复杂的工作，因为在转子批量生产的条件下，必须同时兼顾工艺的必要性，工艺的可行性(因为涉及转子个体之间的差异性)和工艺成本等诸多方面的因素。目前,国际上还没有权威的确定旋转机械允许不平衡量的理论计算方法,而确定转子的允许不平衡量最有效的方法是通过耐心的试验，作统计和分析，但仅靠试验的方法显然不能满足大批量标准化生产的要求。因此,根据国家标准GB/T9239.1idtISO1940推荐的要求和多年的实践经验，本系统按G2.5的精度对转子进行动平衡

2动平衡的校正

2.1校正方式的确定

转子两个校正面的动平衡校正，校正量可以是正的,也可以是负的，所以转子动平衡的校正方式一般分为去重法和加重法两种。根据转子结构、动平衡工艺性、可返工性等多方面因素，电动机转子的校正方式采用加重法。这是因为转子体积比较小，对于部分初始不平衡量较大的转子，不需要去除较多的转子材料(一般去重法基本上都是去除转子铁心材料)，避免影响电动机的磁路结构；其次是去重法的工艺比较烦琐,每次去除的材料不易准确掌握，只能逐步逼近,因此平衡效率不高；另外一旦出现某处去除的材料过多，就必须在上一次去重的地方继续去重，这样不利于保持转子的设计外形和质量(重量)，影响电动机的运行精度。而加重法平衡合格后，将平衡校正量硬化后就可以了，如果发现硬化后的转子动平衡不合格，可以将加重过多的材料适量去除，在不改变转子设计外形和质量(重量)的前提下,可以比较方便地将转子返工至合格。

2.2平衡胶泥的制备与转子动平衡校正

电动机转子的动平衡利用BM-3242CN型号的软支撑卧式动(双面)平衡机检测,校正材料使用J852环氧树脂平衡胶泥。每次检测结束后动平衡机自动分离显示两校正面的初始不平衡量或剩余不平衡量。如果两校正面的初始不平衡量或剩余不平衡量超过设定的允许不平衡量，动平衡机将报警(显示红色信息，此时操作人员根据动平衡机显示的两校正面的初始不平衡量或剩余不平衡量与允许值间的差额和相位，将适量的平衡胶泥分别粘贴在两校正面的相应位置,然后重新检测、加重(包括减少上一次过多的加重量)，直至转子平衡合格为止。动平衡校正过程中，平衡胶泥的调制比较重要，调制好的胶泥要软硬适中，过硬不利于与转子的粘贴；过软则在转子旋转结束后,由于离心作用胶泥容易产生飞边现象,飞边的平衡胶泥硬化后不仅可能擦碰电动机的机壳磁钢，同时会增加电动机的空气动力噪声；如果在平衡胶泥硬化前整形(消除飞边)，已经处于动平衡的转子的平衡准确度会发生变化。

平衡胶泥对转子的校正面(粘贴胶泥的位置)有一定的要求,被粘面应干燥无油污，需要时可用酒精擦净。平衡胶泥混合制备时,取等体积的甲、乙组份胶泥混合均匀,在冬季气温较低的环境下，可将胶泥预热(25～30℃左右)变软后再使用。混合方法以重复“位伸—绞合—折叠”的重复绞麻花法最为简单，有效。校完平衡的转子在高于5℃的条件下24h内平衡胶泥将自行硬化。J852平衡胶泥在硬化时无重量及外形变化,硬化速度随温度的升高而加快。

3结语

电动机转子的动平衡检测和校正不完全取决于工艺技术，也属于质量管理的范畴。因此，产品工程师、工艺工程师、质量工程师和操作人员要共同制订合适的检测和校正监控程序，并严格执行。动平衡机的精度和检测效率在转子动平衡工艺中起比较重要的作用，因此为了保证转子动平衡的校正质量，除了按国家标准《平衡机的描述检验与评定》(GB/T4201-2006/1SO2953-1999)对动平衡机进行周期检验外，还应对其进行日常性的简化检验(GB/T4201-2006/1SO2953-1999中也推荐了动平衡机简化检验的方法和要求)、维护和保养。

另外，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不平衡量范围以内,但是转子的整个质量(重量)的增加量也相应较多，将影响电动机的运行精度(如复位的准确度等)。因此，应注意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)。

参考文献

[1]沈春满.浅谈电机转子的平衡技术[J].上海大中型电机，2007(1):32-34.

[2]庞琳.浅析电机转子动平衡试验检测方法[J].科技创新与应用，2014(31):56.