立式電動機擺度超差問題的解決

【摘 要】本文分析了立式電動機的裝配調試過程，主要針對立式電動機的擺度超差，在設計、裝配工藝、零部件性能等方面提出解決方案，并通過實踐證明了這一方案的可行性，由此總結出一套立式電動機的裝配工藝。

【關鍵詞】立式電動機；擺度；推力軸承

0.引言

立式電動機的裝配重點在于推力軸承裝配，調試的重點在于擺度。所謂擺度就是轉軸中心線與推力頭平面不垂直度在軸伸上的反映。是用徑向跳動計算出的，設計要求不超過0.02mm/m。

傳統(tǒng)的推力軸承是可調式的，通過安裝在鏡板（支撐在推力軸瓦上的）和推力頭（套在轉軸上的）間的墊片調整擺度。這種推力軸承的缺點是裝配工序多，用戶維修維護極不方便，要檢修推力軸瓦必須先拆下推力頭。新型的推力軸承是靠機械加工保證裝配精度，沒有鏡板這一零件，推力頭直接支撐在推力軸瓦上，裝配相對簡單，維修維護方便，只需將轉子頂起就可拆卸推力軸瓦。它的缺點是擺度無法調整，完全依靠機械加工保證。

1.問題的出現(xiàn)

由于新式的推力軸承靠機械加工保證裝配精度，無需調整，也無法調整。采用新式的推力軸承裝配了兩臺電機，型號YLKS1600-12/1730，測量出的擺度在0.1～0.2mm/m之間，均嚴重超差，是允許值的幾倍。

2.在制造手段上分析擺度超差的原因

2.1推力軸承加工精度的分析

我們首先在機械加工的精度上查找原因。推力軸承是外購件，是專業(yè)制造廠生產(chǎn)的，我廠在購買時也經(jīng)過檢驗，形狀誤差滿足要求，至于位置誤差，我廠尚未有全面的檢測手段。因此，無法全面地準確地判斷推力軸承的加工精度。

2.2推力頭裝配分析

2.2.1推力頭與轉軸的配合

推力頭在轉軸上的裝配位置如圖1所示。它們的配合是過渡配合?200H7+0.0460/k6+0.033+0.004。通過軸頸和推力頭內徑的測量，我們發(fā)現(xiàn)間隙過大，兩臺電機分別為0.04和0.05。間隙過大容易造成推力頭與轉軸的中心不重合，如果它們是交叉的，那么推力頭的下平面與轉軸中心線不垂直，這就是擺度超差的直接原因。

推力頭是可拆卸零件，既要滿足拆裝要求，又要保證配合有效，我選擇了零對零的配合，也就是盡量保證零過盈、零間隙，給定一個范圍：最大間隙0.02mm，最大過盈0.01mm。軸的外徑根據(jù)推力頭內徑配做。

2.2.2環(huán)鍵與軸的配合

整個轉子的重量通過環(huán)鍵加載在推力頭上，環(huán)鍵也是一個重要的零件，它的軸向尺寸的配合是應該控制的，包括轉軸環(huán)鍵槽與環(huán)鍵的配合和環(huán)鍵的形位公差。而在此前是沒有給予重視的。將環(huán)鍵與環(huán)鍵槽的間隙控制在0～0.05mm之間，并且環(huán)鍵的兩平面在磨床上加工，保證環(huán)鍵上下兩平面的平面度和平行度。

2.2.3增加一道校調工序

前面已經(jīng)提到擺度就是轉軸中心線與推力頭平面不垂直度在軸伸上的反映，也就是說要保證擺度，必須保證轉軸中心線與推力頭平面垂直。如何檢定它們的垂直度？只有裝配上推力頭才能檢測出。所以我們增加一道校調工序，在轉子成品后，把推力頭裝配在轉軸上，然后把裝配了推力頭的轉子裝夾在高精度的車磨床上，用百分表打推力頭平面。通過測量這兩臺擺度超差電機的推力頭端跳在0.1～0.2mm之間。于是在車磨床上車削推力頭平面，保證垂直度。檢測垂直度的同時也檢測一下推力頭外徑與轉軸的同軸度（此外徑與上導軸承配合），如有偏差一同修磨。

2.3結合圖2 立式電機整體結構圖進行電機裝配環(huán)節(jié)分析

傳統(tǒng)的裝配過程是：定、轉子合裝→裝配推力軸承→調整氣隙→打擺度→裝配下導軸承。下導軸承是圓柱滾子軸承，也不用調節(jié)，只是將帶有滾動體的軸承外圈推入軸承套和軸承內圈之間。（電機結構見圖2）按照這種裝配方法，如果氣隙找正后，軸承內圈與軸承套間的距離a，在圓周方向各不相同，也就是轉子軸心線與軸承套中心線不重合，這樣會使下導軸承的滾動體受力不均，甚至受擠壓，造成下導軸承損傷和電機振動。

基于以上分析，我改變了裝配的方法，以距離a為基準，使圓周方向360°范圍內的a值均相等，以此找正轉子位置。然后再測量氣隙是否合格，因為氣隙有一定的公差。平均氣隙不超過名義氣隙的±10%；極限氣隙不超過平均氣隙的±15%。這兩臺電機的氣隙值為2mm，以a為基準的調整量比2mm氣隙的公差要小，不會影響到氣隙值。

采用這種裝配方法，帶滾動體的軸承外圈很容易地推入軸承內圈與軸承套間，有一臺撤下推力后，軸承外圈在重力的作用下滑了下來，這說明轉子軸心線與下導軸承中心線完全重合，在裝配精度上保證了電機性能。

3.在結構方面分析擺度超差的原因

采取以上的措施，電機重新裝配，擺度下降了1/2，但仍超差嚴重。我們重新審視先前的工作，認為并無差錯，而且是有效的，找到了擺度超差的一部分原因，一定仍然存在導致擺度超差的另外原因。我把目光聚在關鍵零件推力頭上，推力頭的結構如圖3所示。推力頭由上、下兩個零件組合而成，中間是絕緣層，由螺釘和銷釘緊固定位。F級無緯玻璃絲帶先纏繞在上部零件上，固化后精車，下部與上部采取過盈配合。這樣裝配后的推力頭上部與下部絕緣，阻止了軸電流的產(chǎn)生。我們對這種結構的推力頭的剛度提出疑問，在推力頭的運輸、裝配、拆卸和工作過程中會不會因其剛度不足產(chǎn)生變形，導致擺度超差。我提出建議，推力頭改為整體鍛件，絕緣改在其他部位。這樣雖然增加一些工作量，但是可保證推力頭的剛度。

推力軸承生產(chǎn)廠家采取了此項建議，將絕緣改在底架與軸承座之間。新的推力頭裝配后，在車磨床上用百分表校驗，一臺電機跳動為0.02mm，另一臺為零。前者的跳動在0.1～0.2mm之間，如果這兩種推力頭的加工精度一樣，那么則說明改進后的推力頭變形微小，剛度有了徹底的改善。

4.結語

這兩臺問題電機經(jīng)過以上兩大方面的改進擺度合格，控制在0.02mm/m以內，并且經(jīng)試驗性能滿足設計要求。軸承溫度為45℃，標準為：不超過80℃；振動值為：垂直0.01mm/s、軸向1.4mm/s、水平1.2 mm/s，標準為：2.8mm/s。按照這種方法又裝配兩臺YLKS2000-14/1730立式電機，均一次交試合格。將其中的一臺作為樣機，與主機水泵進行了對組試驗，結果運轉正常，各項數(shù)據(jù)均符合標準。

【參考文獻】

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