波形弹簧片对电机的影响.pdf

蠕 一 8 波形弹簧片对 电机轴 向窜动 及其 噪声 的影 响 皖南电机厂昊光跃盛康琪杜清香7 ； o 7 、 一 一 J 摘要简要论 述 了波形 弹簧 片对 电机 噪声振 动 的影响 从 电机 加工翩 造 角度提 出了公 差 分段 管理 的方法 ， 从而在不 减 小零 部件 公差带 的情况 下 使波形 弹簧 片基本工 作在 正常的工 作 高 度 充分发 挥了 1嫂形弹簧 片的作用 ， 降低 了电机 的轴 向振动 和噪声 。 关词弹簧振动噪声电机 波形 弹簧 片是 电机 的零 部件 之 一 ， 它对 电机 的振动和 噪声有 一定 的影 响 ， 对 电机轴 向窜动 的影 响更大 。 由于轴 承存 在着径 向游隙 电机运 行 时 转 子会受 到一 个轴 向 的电磁力 ， 因此在 电机 运行 中会产 生轴 向振动和 噪声 。解决 办法是 对 电机 轴承施 加一定 的 轴向预压 力 ， 得 以调 整 轴承 的径 向游隙 ， 关对 电机转 子承受 的轴 向 电磁力提 供 一个 阻 力 ， 从而使 电机 的振 动 和 噪声得到抑制 。 因此波形弹簧 片的预 压力 选择不 当， 效果 就不 好 ， 甚至噪声反而增大 。 当预 压力 过小 ， 轴 承仍 存在 较大径 向游 隙 ， 也 无法 平衡 电机转子 承受的轴 向力 ， 轴向 窜动依然存在 ， 反映轴 向窜 动的低频、 周期 出 现的嗡嗡声也不会降低 。 当预 压力 过大 ， 。 轴承 的径 向游隙变 小甚 至消失 ， 影 响轴承的正常 使用 ， 使轴承运转不 灵活 ， 电机 发出高 频尖 叫声 ， 造成 电机 噪声很 大 ， 甚 至使轴承 的寿命缩短 。 当波 形 弹簧 片施 加的 预压 力适 当 ， 预 压 力 F使 轴承外 圈偏 移 ， 同时推动 轴承 内 圈使 电机转子产生相应的轴向偏移， 使前后轴承 的滚 道完全勘合 ， 校正 了轴承 的径 向游隙 ， 正 好平衡 了电机转子 承受 的轴 向力 ， 轴 向窜 动 受到 阻尼 ， 因此 轴向点的振动和 噪声较 小 ( 见 图 1 ) 。 为使 轴承外 圈在轴承室 内不产 生爬 外 圈 现象 ， 同时波 形弹 簧片 的预 压力 能推 动 轴承 外 圈 轴承与轴承室应有 5 1 0 m 的间隙。 德 中小型电机 1 9 9 2 1 9 ( 6 ) 国 F AG轴承 公司认为 ： 渡形 弹簧片须使 轴承 外圈 的最大位移 处于弹力范 围内 ， 其预 压力 必须增大 到使轴承在受到外部所有 负荷 的影 响下 都处于动态吻合状态 。为此必须 在 电机 结构 中使 波形 弹簧处 于正 常工作状 态 下 ， 对 电机 的轴 向尺 寸链的公差严加控制 这一观 点与前面分析 的观点是一致 的。 母 l 轴 向预 压力对 轴承 噪声和 振动 的影响 ， 轴向珂压力 现以 Y8 0电机为倒分析波形弹簧 片的工 作状 态对轴 向振动和 噪声的影响。轴向尺 寸 链的数据 如下 机 座的长度 ( L 1 ) 1 4 8 一 s ， 轴承 室底 面至上 口配合平面距离 ( 厶) 1 2 6 ， 转 子 轴 承 档 距 离 ( 厶) 1 4 4 一 m轴 承 型 号 M 1 8 0 2 0 4 1 C Z ， B I 4 一 m 径 向游 隙基 本组 为 5 2 O 。 波形弹簧 片工作高度 L 5 这时 正常 的弹力范 围为 1 3 0 1 8 0 N， 由图 2 查得 ， 在 弹力 正常 范围 内， 波形 弹簧 片实际工作 高 度范 围为 1 2 5 1 6 5 ram。 配合间隙为 ： 如 一 1 4 8+1 2 7 l X 21 4 3 7 51 3 8 8 2 =1 91 “ 一 1 4 7 7 5+ 1 2 6 X 2 1 4 4 1 4 X 2 ： 0 9 5 47 维普资讯 因此配合 间隙 引 波形 弹簧片的实际工 作高度为 ： 0 9 5 1 9 1 。 在 以 处 ， 由图 2 查得此 时的弹 力为 2 7 0 N， 波形弹 簧片工作高 度偏 小 ， 预 压 力过 大 ， 电机 会产 生高 频 啸 叫 声 在 扎 处 ， 由图 2 查得此时的弹 力为 l 1 O N， 波形弹簧 片工作高度偏 大 ， 预 压力过小 ， 电机 会产 生轴 向窜动及低频 的嗡嗡声 。 图 2 D4 7的弹力 位移曲线 为克服 以上 缺 点 ， 可 采取减 小零 部件公 差带 的方 法来 控制 波形 弹簧 片的工作 状态 ， 但这样就给加工带来困难 ， 并使成本提高 ， 在 目前情况下是不易为们所采纳的。 如果采 取 公差分 段管 理进行 装配 ， 则能 使波形 弹簧 片正常工作而又不提高成本， 达到降低轴向 窜动及其 噪声的目的。 由于轴承加工精度较 高， 可取轴承的厚度为中差， 即B一1 3 9 5 。 轴 向尺 寸 链 分 3个 公 差 段 。 A 段 ： 1 4 8 - o 、 1 2 6 ： - 9 、 1 4 4 I 1 1 3 9 5 ， d 一 l 4 8+ l 2 7 1 2 1 4 3 8 g一 1 3 9 5 2一 1 6 2， 一 1 4 7 - 9 0 +l 26 7 X 21 44 一l 3 95 2一L 34I B 段 ： l 4 8 = 8 ： I 2 、 1 2 6 2 ： 8 ： 、 1 4 4 ： ； 8 、1 3 9 5 ，d 一 一 1 _ 5 4 ， 一 3 3 ；C 段 ： 1 4 8 ： l 8 1 1 2 6 。 “ 、 1 4 4 | 2 、 1 3 g 5 ， d 一 1 _ 4 8 ， 一 1 _ 2 5开始 进入 位移 一 弹力曲线的陡升部分 分成以上 3 个 公差段， 波形弹簧片都在 正常的工 作范围内， 因此可达到降低轴向窜 动及其噪声的目的。以 Y 8 0 1 2电机为例 ， 公 差分段 配合与轴 向点振动及其噪声的关系见 表 。 未进行公差分段 的电机 ， 一般轴 向振动及 48 其噪声分别在 1 5 mm s 和 6 7 d B， 因此把上 述 公差分 段后 ， 波 形弹簧 片工作 在正 常范 围 内 降低了轴向振动及其噪声值 。 经上 述理论分 析和 实际 测试 证 明 ， 对 公 差分段 管理 ， 装 配后 的电机轴 向振 动及其 噪 声 比未进行 公差分 段 的有一 定的降低 ， 证 明 是行之有效 。对其它规格 的 电机 也可采用上 述方法进行公差分段配合 ， 效果较佳。 必须 注意 波形 弹簧 片的 弹性 必 须符 合 有关标准要求， 否则在波形弹簧片压缩量一 定的情况下 ， 预 压力会过大或过小 ， 造成 电机 的振动和噪声值增大， 这是不可忽视酌。 衰 功率级 撮动速度 电机编号 公差就噪声 L w( d B) ( mm s ) 1 6 O 0 9 O 2 6 2 0 9 5 3 6 1 1 2D 4 6 3 1 3 0 # 5 6 O 1 0 0 6 6 2 1 2 5 7 6 1 】 _ 1 0 8 6 l 1 1 5 g 5 9 0 9 5 1 0 B 6 0 0 9 5 1 1 6 l 1 0 5 1 2 6 2 1 0 0 1 3 6 2 1 0 D 1 4 6 3 仉 g 0 1 5 e l 1 0 5 由以上分 析和 实倒证 明， 要使 波形弹 簧 片发挥作用 ， 应做到 以下几点 。( 1 ) 波 形弹簧 片装入 电机 后 ， 对 其的压缩量 应 使波 形弹 簧 片处 于规定的工作高度 。 ( 2 ) 轴 承外 圈在波形 弹簧片的作用下能在轴承室中自由移动。 ( 3 ) 弹性元件必须有定的挠度 ( 4 ) 弹性元件必 须有合适 的推 力跟踪轴