電機機座螺栓結合面振動特性研究

夏雪寶，向 陽，萬俟昊天，劉 輝

(武漢理工大學 能源與動力工程學院，武漢430063)

螺栓結合面是非常普遍的機械結構連接形式，它使得機械結構不再具有連續性，因而螺栓結合面對機械結構的振動特性有很大的影響。由于結合面存在著接觸剛度和接觸阻尼，因此從力學的角度分析結合面問題，認為其與機械結構的靜態特性、振動特性存在著十分密切的關系［1-2］。電機機座主要由端蓋和圓筒組成，它們之間通過螺栓連接，存在螺栓結合面。因此研究不同螺栓結合面參數(螺栓預緊轉矩、表面粗糙度、螺栓個數、表面加工方式)，對電機機座振動特性的影響規律有重要意義。同時，準確的螺栓結合面有限元建模方法，可為電機進行有限元分析奠定基礎。

1 電機機座模態試驗方案確定

某典型電機機座與底座是用6個橡膠隔振器相連，機座圓筒與端蓋之間是通過12個螺栓相連，見圖1。由于底座與地基固定，且底座剛性很大，減振器剛度相對較小，可認為底座與地基連為一體，視為剛體，不發生振動。

通過設計不同結合面參數下電機機座模態試驗方案，并對比分析試驗結果，從而確定電機螺栓結合面參數對電機振動特性的影響。以電機機座為對象確定的試驗方案見表1。表中端蓋a、b、c與圓筒配合的表面加工方式為車削，表面粗糙度分別為Ra=3.2、6.3、12.5μm，端蓋d表面加工方式為磨削，表面粗糙度Ra=1.6μm，端蓋e表面加工方式為銑削，表面粗糙度為Ra=3.2μm。機座圓筒表面加工方式為車削，其表面粗糙度為Ra=3.2μm。……