2024年3月28日发(作者:宣如)
科技与创新
┃
ScienceandTechnology&Innovation
文章编号:2095
-
6835
(
2019
)
03
-
0128
-
02
2019年第03期
电动机轴向间隙的影响及解决办法
谢智强
(贵阳万江航空机电有限公司,贵州贵阳550018)
摘要:
电动机是一种将电能转换为机械能的电磁机械装置,用来驱动各种用途的机械和装置。对于早期的电动
机,用户关注的重点是其功能、性能能否满足要求,对电动机的寿命、噪声等要求不高。随着机电行业的发展,
用户在关注功能、性能的同时,对电动机的寿命、噪声、耐振动等方面要求越来越高。通过对影响电动机的寿命、
噪声、耐振动等的关键因素进行识别,发现电动机的轴向间隙是电动机优化设计的关键环节。鉴于此,结合用户
需求,在保证电动机功能和性能的前提下,研究了电动机轴向间隙对电动机性能的影响及其优化办法。
关键词:
电动机;轴向间隙;机电行业;间隙调整
中图分类号:C829.2文献标识码:ADOI:10.15913/.2019.03.128
现电动机轴向间隙的大小对电动机性能影响极大,具体影响
主要有以下几点:①轴向间隙过大会导致电动机运行时轴向
窜动大,这将使电机的振动、噪声变大,缩短电机使用寿命;
②轴向间隙过小会导致电动机堵转。因此,为保证电动机正
常工作,电动机轴向必须存在间隙,同时应结合电机具体参
数将轴向间隙控制在一定的范围内。
3控制轴向间隙的办法
通过多年的实践摸索,对不同电机轴向间隙的调整,总
结出适用于不同电机轴向间隙调整的三种通用方法:①加调
整垫片,如图2所示。最常用的方法是采用在轴承端面加调
整垫片进行调整,保证轴向间隙在合理范围。②加弹性垫圈,
如图3所示。在其中一端的轴承端部垫上弹性垫圈(例如波
形垫圈、鞍形垫圈等),为轴承预紧。③控制单边轴承无窜
动,如图4所示。通过过盈配合,将其中一端的轴承和转子
固定无窜动,另一端则为自由端,保留适当的间隙。
随着中国经济的发展,机电产品的用户越来越重视体验
感,要求产品在轻量化、小型化的同时,使用寿命更长,噪
声更小。电动机是一种旋转式电气装置,可以输出力矩和转
速,是机电产品的驱动源。电动机的轴向间隙是电动机的一
项重要指标,其会影响电机的振动、噪音、寿命等性能。因
施,对提高电动机性能具有重要的意义。
1轴向间隙概述
电动机轴向间隙是指电动机定子与转子之间的配合间
隙,如图1所示。电动机轴向间隙存在或产生的原因主要有
以下几点:①零件累计误差。转子和定子由多个零部件组成,
各个零件尺寸均有公差,装配后累计误差形成初始的轴向间
隙。②抱轴。当轴向间隙较小或为0时,轴承游隙会因为挤
压而减小,这会导致电动机工作时轴承转动不灵活,从而影
响电动机性能。③材料热膨胀。轴承、定子、转子在电动机
工作时受热膨胀,由于材料热膨胀系数有差异,当轴向间隙
较小或为0时,轴承游隙会因为挤压而减小,这会导致电动
机工作时轴承转动不灵活甚至堵转,从而影响电动机性能。
因此,电动机要正常工作,必须有合适的轴向间隙。
此,研究电动机轴向间隙对电动机性能的影响及其解决措
.. All Rights Reserved.
图2加调整垫片示意图
图1电动机轴向间隙示意图
2轴向间隙对电动机工作性能的影响
根据电动机的运行原理,结合大量的工程实践经验,发
图3加弹性垫圈示意图
·128·
2019年第03期
ScienceandTechnology&Innovation
┃
科技与创新
三种方式的优缺点如表1所示。
4结论
综上所述,电动机轴向间隙对电机性能影响较大,电动
机轴向间隙过大会导致电动机运行时轴向窜动大,影响电机
性能,而轴向间隙过小会导致电动机堵转,同样影响电机性
能。通过多年的实践摸索,总结出的电机轴向间隙通用调整
方法,并推荐其应用范围,可提高电机生产效率,在其他产
图4控制单边轴承无窜动示意图
品的间隙调整中也可推广应用。
表1控制轴向间隙的方式的优缺点分析
优点缺点
1.调节过程繁杂;
2.初期需摸索间隙的合理范围
1.预紧力调节过程繁杂;
2.轴承预紧力会对电动机效率有
所影响,尤其是小功率电动机
1.因轴承需与电机轴过盈,不适
用于大功率电动机;
2.结构较前两种复杂
小功率电动机
适用电机
均适用
序号
1
调整方法
加调整垫片结构简单,间隙大小控制精确
2加弹性垫圈轴承有预紧力,耐振动性能好
1.装配简单,无调整环节;
2.可保证电机性能正常的情况下转子无窜动,电动机运行更加稳
定,从而提高了电机效率、降低了噪声、延长了电刷使用寿命等
大功率电动机
3
控制单边
轴承无窜动
参考文献:
[
1
]机械工程手册电机工程手册编辑委员会
.
机械工程手册
机械零部件设计卷[
M
]
.
第
2
版
.
北京:机械工业出版
社,1996.
[
2
]邱宣怀,郭可谦,吴宗泽,等
.
机械设计[
M
]
.
第
4
版
.
北京:高等教育出版社,1997.
[
3
]电机工程手册编辑委员会
.
电机工程手册[
M
]
.
北京:
机械工业出版社,
1982.
〔编辑:王霞〕
.. All Rights Reserved.
(上接第127页)
从表2、表3可知,在同一加热温度、同一实验环境下,
不同型号主板的可用芯片拆除效率不同;相同型号、同一实
验环境下,随温度升高(温度范围为210~230℃),芯片的
拆除率随之提高,当温度上升至230℃时,拆除率可以达到
85%左右,经检测,芯片基本无损伤,此时拆除效果最好。
因此加热机构以加热温度230℃为设计依据,此时元器件拆
除效果比较理想。
表3元器件拆解实验数据
型号
Ramos
Ampe
Lenovo
Ccit
魅族MX4
拆解温度/℃
210
210
210
210
210
拆除率/(%)
81.4
80.5
83.7
82.2
85.6
电路板提供了一个重要参考。
参考文献:
[1]周全法,尚通明.废电脑及配件与材料的回收利用[M].
北京:化学工业出版社,2003.
[
2
]易荣华,陈晓勇
.
自动拆卸废弃电路板上电器元件装置
研究[J].农业装备与车辆工程,2007(9).
[3]王淑旺,刘志峰,刘光复,等.机电产品回收关键技术
研究[
J
]
.
机械工程学报,
2002
,
38
(
Suppl1
):
76-81.
[4]杨继平,向东,程杨,等.面向元器件重用的印制电路
板拆解试验[J].机械工程学报,2010,46(1).
[
5
]孙春旭,郭杰,王建波,等
.
废旧印刷电路板中电子元
器件回收处理技术进展[J].材料导报,2016(9).
[6]OgunseitanOA,SchoenungJM,SaphoresJDM,et
ctronicsrevolution:FromE-Wonder-Landto
E-Wasteland[J].Science,2009(10).
[7]RobinsonBH.E-waste:Anassessmentofglobal
productionandenvironmentalimpacts
[
J
]
.Scienceofthe
TotalEnviron,2009(408):183.
〔编辑:严丽琴〕
4结束语
本研究针对现有的废旧电子产品的特点,研制了一种结
合视觉处理的废旧电子产品自动拆解回收装置,它的拆解速
度和拆解效率远高于人工拆解,并且可以实现拆解自动化。
本装置适合于拆解具有高回收价值的芯片类电子元器件,但
并不适合于大批量处理。对于如何处理废旧电子产品和废弃
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科技与创新
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ScienceandTechnology&Innovation
文章编号:2095
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6835
(
2019
)
03
-
0128
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02
2019年第03期
电动机轴向间隙的影响及解决办法
谢智强
(贵阳万江航空机电有限公司,贵州贵阳550018)
摘要:
电动机是一种将电能转换为机械能的电磁机械装置,用来驱动各种用途的机械和装置。对于早期的电动
机,用户关注的重点是其功能、性能能否满足要求,对电动机的寿命、噪声等要求不高。随着机电行业的发展,
用户在关注功能、性能的同时,对电动机的寿命、噪声、耐振动等方面要求越来越高。通过对影响电动机的寿命、
噪声、耐振动等的关键因素进行识别,发现电动机的轴向间隙是电动机优化设计的关键环节。鉴于此,结合用户
需求,在保证电动机功能和性能的前提下,研究了电动机轴向间隙对电动机性能的影响及其优化办法。
关键词:
电动机;轴向间隙;机电行业;间隙调整
中图分类号:C829.2文献标识码:ADOI:10.15913/.2019.03.128
现电动机轴向间隙的大小对电动机性能影响极大,具体影响
主要有以下几点:①轴向间隙过大会导致电动机运行时轴向
窜动大,这将使电机的振动、噪声变大,缩短电机使用寿命;
②轴向间隙过小会导致电动机堵转。因此,为保证电动机正
常工作,电动机轴向必须存在间隙,同时应结合电机具体参
数将轴向间隙控制在一定的范围内。
3控制轴向间隙的办法
通过多年的实践摸索,对不同电机轴向间隙的调整,总
结出适用于不同电机轴向间隙调整的三种通用方法:①加调
整垫片,如图2所示。最常用的方法是采用在轴承端面加调
整垫片进行调整,保证轴向间隙在合理范围。②加弹性垫圈,
如图3所示。在其中一端的轴承端部垫上弹性垫圈(例如波
形垫圈、鞍形垫圈等),为轴承预紧。③控制单边轴承无窜
动,如图4所示。通过过盈配合,将其中一端的轴承和转子
固定无窜动,另一端则为自由端,保留适当的间隙。
随着中国经济的发展,机电产品的用户越来越重视体验
感,要求产品在轻量化、小型化的同时,使用寿命更长,噪
声更小。电动机是一种旋转式电气装置,可以输出力矩和转
速,是机电产品的驱动源。电动机的轴向间隙是电动机的一
项重要指标,其会影响电机的振动、噪音、寿命等性能。因
施,对提高电动机性能具有重要的意义。
1轴向间隙概述
电动机轴向间隙是指电动机定子与转子之间的配合间
隙,如图1所示。电动机轴向间隙存在或产生的原因主要有
以下几点:①零件累计误差。转子和定子由多个零部件组成,
各个零件尺寸均有公差,装配后累计误差形成初始的轴向间
隙。②抱轴。当轴向间隙较小或为0时,轴承游隙会因为挤
压而减小,这会导致电动机工作时轴承转动不灵活,从而影
响电动机性能。③材料热膨胀。轴承、定子、转子在电动机
工作时受热膨胀,由于材料热膨胀系数有差异,当轴向间隙
较小或为0时,轴承游隙会因为挤压而减小,这会导致电动
机工作时轴承转动不灵活甚至堵转,从而影响电动机性能。
因此,电动机要正常工作,必须有合适的轴向间隙。
此,研究电动机轴向间隙对电动机性能的影响及其解决措
.. All Rights Reserved.
图2加调整垫片示意图
图1电动机轴向间隙示意图
2轴向间隙对电动机工作性能的影响
根据电动机的运行原理,结合大量的工程实践经验,发
图3加弹性垫圈示意图
·128·
2019年第03期
ScienceandTechnology&Innovation
┃
科技与创新
三种方式的优缺点如表1所示。
4结论
综上所述,电动机轴向间隙对电机性能影响较大,电动
机轴向间隙过大会导致电动机运行时轴向窜动大,影响电机
性能,而轴向间隙过小会导致电动机堵转,同样影响电机性
能。通过多年的实践摸索,总结出的电机轴向间隙通用调整
方法,并推荐其应用范围,可提高电机生产效率,在其他产
图4控制单边轴承无窜动示意图
品的间隙调整中也可推广应用。
表1控制轴向间隙的方式的优缺点分析
优点缺点
1.调节过程繁杂;
2.初期需摸索间隙的合理范围
1.预紧力调节过程繁杂;
2.轴承预紧力会对电动机效率有
所影响,尤其是小功率电动机
1.因轴承需与电机轴过盈,不适
用于大功率电动机;
2.结构较前两种复杂
小功率电动机
适用电机
均适用
序号
1
调整方法
加调整垫片结构简单,间隙大小控制精确
2加弹性垫圈轴承有预紧力,耐振动性能好
1.装配简单,无调整环节;
2.可保证电机性能正常的情况下转子无窜动,电动机运行更加稳
定,从而提高了电机效率、降低了噪声、延长了电刷使用寿命等
大功率电动机
3
控制单边
轴承无窜动
参考文献:
[
1
]机械工程手册电机工程手册编辑委员会
.
机械工程手册
机械零部件设计卷[
M
]
.
第
2
版
.
北京:机械工业出版
社,1996.
[
2
]邱宣怀,郭可谦,吴宗泽,等
.
机械设计[
M
]
.
第
4
版
.
北京:高等教育出版社,1997.
[
3
]电机工程手册编辑委员会
.
电机工程手册[
M
]
.
北京:
机械工业出版社,
1982.
〔编辑:王霞〕
.. All Rights Reserved.
(上接第127页)
从表2、表3可知,在同一加热温度、同一实验环境下,
不同型号主板的可用芯片拆除效率不同;相同型号、同一实
验环境下,随温度升高(温度范围为210~230℃),芯片的
拆除率随之提高,当温度上升至230℃时,拆除率可以达到
85%左右,经检测,芯片基本无损伤,此时拆除效果最好。
因此加热机构以加热温度230℃为设计依据,此时元器件拆
除效果比较理想。
表3元器件拆解实验数据
型号
Ramos
Ampe
Lenovo
Ccit
魅族MX4
拆解温度/℃
210
210
210
210
210
拆除率/(%)
81.4
80.5
83.7
82.2
85.6
电路板提供了一个重要参考。
参考文献:
[1]周全法,尚通明.废电脑及配件与材料的回收利用[M].
北京:化学工业出版社,2003.
[
2
]易荣华,陈晓勇
.
自动拆卸废弃电路板上电器元件装置
研究[J].农业装备与车辆工程,2007(9).
[3]王淑旺,刘志峰,刘光复,等.机电产品回收关键技术
研究[
J
]
.
机械工程学报,
2002
,
38
(
Suppl1
):
76-81.
[4]杨继平,向东,程杨,等.面向元器件重用的印制电路
板拆解试验[J].机械工程学报,2010,46(1).
[
5
]孙春旭,郭杰,王建波,等
.
废旧印刷电路板中电子元
器件回收处理技术进展[J].材料导报,2016(9).
[6]OgunseitanOA,SchoenungJM,SaphoresJDM,et
ctronicsrevolution:FromE-Wonder-Landto
E-Wasteland[J].Science,2009(10).
[7]RobinsonBH.E-waste:Anassessmentofglobal
productionandenvironmentalimpacts
[
J
]
.Scienceofthe
TotalEnviron,2009(408):183.
〔编辑:严丽琴〕
4结束语
本研究针对现有的废旧电子产品的特点,研制了一种结
合视觉处理的废旧电子产品自动拆解回收装置,它的拆解速
度和拆解效率远高于人工拆解,并且可以实现拆解自动化。
本装置适合于拆解具有高回收价值的芯片类电子元器件,但
并不适合于大批量处理。对于如何处理废旧电子产品和废弃
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