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电动机轴向间隙的影响及解决办法

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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

.

2

.

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

.

4

.

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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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

.

2

.

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

.

4

.

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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