电机,通俗来讲就是我们所熟知的马达,它的基本结构由定子和转子两个部分构成。可能有人并不清楚为什么要对电机进行动平衡,但需要知道的是:经过动平衡的电机,其精度会达到相应的平衡要求,振动与噪声显著降低,轴承寿命与整机可靠性随之提升。我们所说的电机动平衡,其实是针对电机转子的不平衡量进行调节。
| 方法 | 做法 | 优点 | 局限 |
|---|---|---|---|
| 加重法 | 在不平衡的反方向加配重(胶泥、配重螺丝、焊接块、点胶) | 不破坏工件,操作简便 | 增加质量,配重可能松动或脱落 |
| 去重法 | 在不平衡方向去除材料(钻孔、铣削、激光) | 不增加零件,一致性好,适合自动化 | 破坏工件表面,需预留可去重区域 |
电机行业常用去重法(尤其是批量生产时),原因是去重不增加零件、不增加装配工序,且易于与自动钻/铣/激光单元集成,适合 100% 全检的产线节拍要求。
至于不平衡量的分离,常使用二平面分离方法。其原理是:通过在两个平面上增减重量所造成的不平衡变化,反推出两个平面各自的不平衡量。因为在双面平衡中,左右两个校正面的不平衡会相互影响(在 A 面加重会改变 B 面的读数),只有完成分离解算,才能一次校正到位,避免反复试重。
为什么"分离"这么关键:没有平面分离时,校正面之间存在串扰,操作人员需要"校左面、再校右面、回头再修左面"地反复迭代。引入平面分离(解算)电路后,一次测量即可给出两个面各自独立的校正量,一次合格率大幅提升。
| 步骤 | 操作内容 | 要点 |
|---|---|---|
| 1. 选定测试单位 | 切换振动单位(G、mm/s、μm) | 按工艺文件统一单位,避免换算错误 |
| 2. 初始测量 | 启动电机,测量当前振动值与相位 | 记录基准,作为试重效果对比依据 |
| 3. 加试重 | 在电机任意位置钻头打孔,或按小块胶泥,或加配重螺丝 | 试重量应适中:太小信号不明显,太大可能引发过大振动 |
| 4. 试重后测量 | 再次开启电机测量,此时振动值可能增大也可能变小 | 增大或变小都属正常,系统通过矢量变化反推原始不平衡 |
| 5. 停止电机 | 测量完成后停机 | — |
| 6. 输入试重参数 | 估计钻孔处铁屑的质量、胶泥质量或螺丝质量(克数),可用电子秤测量 | 质量越准,计算结果越准 |
| 7. 输入角度 | 将打孔处、放胶泥处、加螺丝处定义为 0 度 | 角度基准必须与试重位置一致 |
| 8. 计算与校正 | 选择加重/去重功能(电机常用减试重方法),按 ISO 1940 等级参考判定 | 按系统指示执行一次校正 |
| 9. 复测确认 | 再次测量,确认残余不平衡量达标 | 不达标则重复一次,不宜多次迭代 |
其一,试重质量要实测而非估算。钻孔产生的铁屑质量、胶泥质量,最好用电子秤实际称量。误差 20% 的试重会带来大致同比例的校正偏差。
其二,角度基准要统一。把试重位置定义为 0 度后,系统的所有角度输出都以它为参照。若实际试重位置与输入的角度值不一致,校正方向就会出错。
其三,振动单位要统一。G(加速度)、mm/s(速度)、μm(位移)三种单位分别适用于不同的频率区间与评价标准,混用会导致等级判定错误。
电机转子的平衡等级通常参照 ISO 1940(GB/T 9239)确定:普通电机转子常见 G6.3,小电机转子与特殊要求的中大型电机转子常见 G2.5,精密磨床主轴与陀螺仪等要求 G0.4~G1。确定等级后,结合工作转速 n 与转子质量 m,先算允许偏心距 e = 9550G/n,再算允许残余不平衡量 U = e·m,作为验收判据。
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