两极电机振动的分析

【摘要】通过研究引起高压两极三相异步电动机振动的因素，找出解决的方法，减少产生的有害振动，使高压两极电机振动得到有效控制，从而提高机械的使用寿命。

0 引言

目前高压两极电机常出现振动现象，不仅严重地制约生产，而且在用户处也造成不良影响。目前经常采取的措施就是更换电机轴、转子，更改端盖，配车轴承套等办法，但都未能有效地从根本上解决电机振动问题。现根据需要对两极电机振动问题进行攻关，找出影响电机振动的因素，解决两极电机的振动问题。

1 确定影响振动的关键点

影响振动的因素很多，主要包括以下几点：高压两极电机机座、轴等零部件设计结构的强度；机座的焊接和退火的控制；铁心制造及胎具的控制；机械加工的控制及检测；转子装压的质量控制；转子动平衡的质量控制；电机装配的质量控制；电机其它方面的质量控制。

2 控制措施及工艺改进

2.1 电机结构分析及改进

对电机机座、轴等零部件进行了有限元分析，同时对现有机座进行力学方面研究。检查圆筒结构电机的铁心与机座的过盈量，保证过盈量控制在0.05～0.10mm。检查轴与铸铝转子的配合公差，确保在理论上计算是合理的。

2.2 机座的焊接和退火的控制

焊接、退火工序存在着问题：钢板机座焊缝高度不够；机座退火工序存在升温过快；钢板机座和铸铁机座退火工艺不分。要求严格控制焊缝高度，使之符合图纸要求。对机座退火工序进行重点抽查。研究现有焊接件退火处理去应力的效果，通过试验数据分析确定目前的退火工艺可以使焊接机座的70%焊接应力得到消除，优化现有退火工艺，提高钢板机座退火的下限温度，使焊接机座的75%～80%焊接应力得到消除。

2.3 定、转子铁心的质量控制和检测

因定、转子铁心的同轴度超差和铸铝转子轴孔的整齐度和直线度不合格，将直接影响两极电机振动，为此首先对电机的工装模具进行普查。同时更改铸铝转子叠片时操作方式，定子铁心增加涨紧工序，将焊筋后的铁心带胎加工，这样能够保证定子铁心加工的同轴度。

2.4 定子铁心加工检测

定子铁心装压胎外径跳动超差，会导致定子铁心内外径的同轴度超差，严重影响到定子铁心装压后机座止口与机座铁心不同心，整机装配后易振动。为避免引起振动，要求定子铁心装压胎芯加工前径向跳动在0.05mm以内。该工序必须进行重点控制，指定专人对定子铁心加工进行检查。

2.5 轴铁心台加工控制

目前电机的轴铁心台的加工全部采用磨床加工，有效地保证了精度，并且采取与铸铝转子配车的工艺，保证了轴和铸铝转子的过盈量符合设计要求。并指定专人对轴与和转子铁心的过盈量进行检查和控制。

2.6 铸铝导风筒的热膨胀实验

进行电机的铸铝导风筒的热膨胀实验，主要有

(1)铸铝导风筒加热膨胀试验；

(2)将铸铝导风筒热套到轴上，冷却后再拆下进行测量试验；

(3)发生塑性变后的铸铝导风筒再次加热膨胀试验。

根据试验数据得出结论：铸铝导风筒加热后的膨胀系数计算值与机械设计手册相符，但存在加热后自然状态下回缩不到原尺寸的情况；铸铝导风筒热套后发生塑性变形，再次加热后，在自然状态下冷却，尺寸基本可恢复到塑性变形后的尺寸，因此铸铝导风筒与轴的配合过盈量必须加大，或者将导风筒的材质改为铸铁或其它材料。通过分析将铸铝导风筒与轴的配合过盈量加大0.4mm。

2.7 转子平衡质量控制

平衡工装、动平衡机，平衡的方法会直接影响动平衡质量。为保证平衡质量需要定期对平衡工装及动平衡机进行检查，需定期对工艺文件进行宣贯。

2.8 电机装配质量控制

提高装配质量，避免造成轴承套或轴承划伤。对两极轴瓦电机进行定、转子气隙检测，能及时发现定子铁心和机座两端止口同轴度超差的质量问题。指定专人负责对定、转子气隙检测进行监督检查和记录管理。

因轴瓦电机的产量迅速提升，为提高装配质量，进行不研瓦工艺试验，应增加“轴承去应力”和“轴瓦与轴承座接触面积≥75%”的技术要求。

2.9 其它方面的质量控制

为提高高压两极电机方箱机座的加工质量，去除粗加工后产生的切削应力，将工序更改为粗车后退火再精车。

为提高高压两极电机定子加工质量，更好地保证两端止口及铁心的同轴度，更改机座加工工艺。采取先装压有绕组定子铁心，后精车机座止口的工艺。但要对绕组进行防护，防止铁屑进入绕组。

为解决高压两极电机机座底脚平面度超差问题，将工艺略微调整，将铣底脚平面分粗、精铣，减少了铣削量，经跟踪检测此方法可行。

3 研究方向

设计人员应对两极电机产品结构的稳定性和可靠性进行深入研究，特别是研究同一台电机在50Hz频率下运行振动合格，而在60Hz频率下运行时振动值不合格，需要在电机哪些零部件加强结构强度，定、转子形位公差加严到多少合适。今后在电机制造过程，工艺人员研究如何保证机座底脚板焊缝强；如何保证机座底脚加工后的平面度；研究如何保证定子铁心内孔与机座两端止口的同轴度。针对不同结构和强度的机座，研究不同的加工工艺，科学合理的解决电机机座因加工产生二次应力的问题。

4 结语

通过设定关键的控制工序，制定合理的控制标准和工艺方法，从根本上解决了两极电机的振动问题，为今后的发展拓宽了道路。

本文转自《防爆电机》2012年第3期