降低電機(jī)噪聲的工藝措施

1、降低電機(jī)噪聲的工藝措施 文章主要從電機(jī)噪聲的危害性動(dòng)身,分析了電機(jī)噪聲產(chǎn)生的緣由,并對(duì)如何降低電機(jī)噪聲闡述了相應(yīng)的觀點(diǎn)。 隨著電機(jī)在日常工作及家庭生活生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用,電機(jī)噪聲已成為電機(jī)質(zhì)量考核的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo),如何降低電機(jī)的噪聲,已經(jīng)引起各電機(jī)科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)的高度關(guān)注,并成為重點(diǎn)解決的問(wèn)題之一。按照電機(jī)噪聲產(chǎn)生方式的不同,為便于論述,筆者將電機(jī)噪聲歸納為兩大類:電磁噪聲、機(jī)械噪聲(包括空氣動(dòng)力噪聲)。其中機(jī)械噪聲往往是電機(jī)噪聲的主角。因?qū)I(yè)所限,筆者僅就降低電機(jī)機(jī)械噪聲的工藝措施舉行探討。由機(jī)械緣由引起電機(jī)噪聲的因素較多,相對(duì)照較復(fù)雜,除設(shè)計(jì)因素外,如槽協(xié)作、功率、轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)等,工藝水

2、平的提高對(duì)電機(jī)噪聲的抑制和保證起著極為重要的作用。 1電機(jī)噪聲的危害 電機(jī)發(fā)出異樣噪聲是電機(jī)內(nèi)部零件損壞的一個(gè)重要推斷依據(jù)。電機(jī)噪聲輕則對(duì)電機(jī)平安運(yùn)行產(chǎn)生一定影響,嚴(yán)峻的可能導(dǎo)致電機(jī)的損壞,甚至造成平安事故和較大的經(jīng)濟(jì)損失。 另外,長(zhǎng)期或長(zhǎng)時(shí)光在布滿噪聲的環(huán)境中工作或生活時(shí),簡(jiǎn)單引起影響人的神經(jīng)系統(tǒng),使人耐心、易怒,影響睡眠,造成疲乏,降低工作質(zhì)量和工作效率;有時(shí)甚至?xí)苯訉?dǎo)致職業(yè)病或工傷事故的產(chǎn)生。 總之,噪聲污染已是當(dāng)前國(guó)際社會(huì)公認(rèn)的三大污染源之一,而電機(jī)噪聲是噪聲污染的聲源之一。電機(jī)廣泛地應(yīng)用在日常的生活與生產(chǎn)中,與人們的生活有著緊密的聯(lián)系。隨著社會(huì)文明的長(zhǎng)進(jìn),人們對(duì)噪聲污染的認(rèn)識(shí)逐步的

3、增加。因此,降低電機(jī)噪聲已是擺在人們面前的一個(gè)重要課題。 2電機(jī)機(jī)械噪聲產(chǎn)生的緣由 振動(dòng)產(chǎn)生噪聲,要探討降低電機(jī)噪聲的工藝措施,務(wù)必先弄清其產(chǎn)生的緣由。 2.1轉(zhuǎn)子的不平衡引起的噪聲 通常在電機(jī)的結(jié)構(gòu)中,剛性轉(zhuǎn)子的機(jī)械不平衡可分為靜不平衡、動(dòng)不平衡和混合不平衡三種。由靜不平衡導(dǎo)致的離心力在兩個(gè)支座上產(chǎn)生大小相等、相位相同的振動(dòng);由動(dòng)不平衡導(dǎo)致的離心力的力偶在兩個(gè)支座上產(chǎn)生大小相等、相位相反的振動(dòng)。在生產(chǎn)過(guò)程中要特殊留意的是動(dòng)平衡精度的穩(wěn)定性,尤其是穩(wěn)態(tài)運(yùn)行后有些電機(jī)就達(dá)不到總裝時(shí)的精度,這就要靠嚴(yán)格執(zhí)行轉(zhuǎn)子裝配工藝規(guī)程來(lái)保證。大型電機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程中要特殊重視。另外,只重視轉(zhuǎn)子本身的動(dòng)不平衡精度而

4、忽略附加零件如風(fēng)扇等的平衡精度也是不夠的。 2.2軸承引起的噪聲 軸承是電機(jī)中重要的零部件之一?？蓪⑤S承噪音歸納為兩類:軸承本身產(chǎn)生的噪聲、軸承與電機(jī)裝配精度引起的噪聲。 2.2.1軸承本身產(chǎn)生的噪聲絕大多數(shù)的電機(jī)選用的軸承為滾動(dòng)軸承,包括滾珠軸承和滾珠軸承。滾動(dòng)軸承有內(nèi)圈、外圈,其間還有滾珠或滾柱和保持架,在電機(jī)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,這些元件會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致不規(guī)章的摩擦和碰撞而產(chǎn)生噪聲,特殊是在電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況下尤為顯然。目前鑒別軸承的優(yōu)劣有先進(jìn)的軸承噪聲測(cè)試儀,測(cè)量軸承噪聲是否達(dá)到對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求和設(shè)計(jì)要求,這也是電機(jī)生產(chǎn)廠較為關(guān)注的。 2.2.2軸承與電機(jī)裝配精度引起的噪聲在生產(chǎn)實(shí)踐中,有時(shí)質(zhì)量

5、相同的同一批軸承裝在不同的電機(jī)上,測(cè)出的噪聲級(jí)差別也很大,差值最多可達(dá)到10dB(A)以上。有時(shí)更換精密軸承后軸承噪聲還是很大,這說(shuō)明軸承噪音與電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)和裝配精度有直接關(guān)系。它確定了軸承振動(dòng)的傳遞和擴(kuò)大,由于噪聲最后都是通過(guò)電機(jī)向外輻射的。影響軸承與電機(jī)裝配精度的主要因素有: (1)軸承徑向游隙的大小。軸承在制造時(shí)有一個(gè)符合一定標(biāo)準(zhǔn)的原始徑向游隙值,因軸承裝入電機(jī)后軸承內(nèi)外圈與軸承檔及軸承室都有一定的協(xié)作公差,較大的過(guò)盈協(xié)作會(huì)使軸承產(chǎn)生變形,引起游隙減小,是軸承運(yùn)行在另一個(gè)游隙值,即工作游隙。實(shí)踐表明:當(dāng)工作游隙為10m左右時(shí),噪音最小,是最合理的游隙值。游隙值過(guò)大或過(guò)小都可能會(huì)使噪音加

6、大,因此就要求原始的游隙值務(wù)必在規(guī)定范圍內(nèi)。工作游隙與原始游隙的差值主要與軸承內(nèi)圈和軸承擋之間的協(xié)作、類別及軸承檔加工精度有關(guān),這就要求軸承制造廠保證軸承的加工精度和原始游隙的公差帶寬度。也就是說(shuō),軸承本身的質(zhì)量和裝配協(xié)作精度直接影響電機(jī)噪聲的大小。 (2)端蓋和機(jī)座的剛度問(wèn)題。從機(jī)械結(jié)構(gòu)方面來(lái)講,電機(jī)可看成是由幾個(gè)零部件(定、轉(zhuǎn)子、軸承與端蓋)組成的振動(dòng)系統(tǒng)。因?yàn)檩S承內(nèi)圈裝配在轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生橢圓變形,徑向削弱了軸承與電機(jī)的振動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生“調(diào)諧”,從而引起振幅較大的軸向振動(dòng)。值得留意的是,引起定子鐵芯電磁振動(dòng)的電磁力波,同時(shí)也作用在轉(zhuǎn)子上。一般狀況下,若轉(zhuǎn)子剛度好可忽視它引起的彎曲振動(dòng),但它會(huì)通過(guò)軸

7、承傳到端蓋及囫圇電機(jī)。因?yàn)檩S承滾珠(滾柱)與內(nèi)圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)的不規(guī)章,傳遞到軸承外圈上的電磁力波頻率不甚穩(wěn)定,而端蓋又是薄殼結(jié)構(gòu),軸向剛度差,它有許多不同階段的固有頻率,簡(jiǎn)單引起物件共振噪聲。 2.3機(jī)械加工因素引起的噪聲 機(jī)殼、定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸、軸承室等的加工精度,包括同軸度、圓度等形位公差和尺寸公差,及表面粗糙度等,對(duì)最終于裝配質(zhì)量均有影響,即這些因素有可能導(dǎo)致機(jī)械噪音因素的疊加,使電機(jī)噪音的增大。如:設(shè)計(jì)的定子內(nèi)圓公差為+0.20 +0.10,轉(zhuǎn)子外圓公差為-0.10 0.20,實(shí)際加工時(shí)如分離取上下限值,則定轉(zhuǎn)子之間的單面徑向間隙為1020m。間隙的大小影響到電機(jī)噪音的大小,而且間隙過(guò)小時(shí)

8、加上裝配不同軸的話,還可能消失掃膛現(xiàn)象。 2.4其他因素引起的噪聲 噪聲產(chǎn)生還有另外一部分緣由。如:在一般的狀況下,機(jī)械噪聲是電機(jī)噪聲的主要來(lái)源。通常狀況下,因散熱需要,電機(jī)的密封性有限,致使在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后,吸附的塵埃量會(huì)不斷增強(qiáng),影響了電機(jī)的散熱性,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力簡(jiǎn)單引起軸彎曲和位移,而軸的熱彎曲和熱位移又會(huì)增強(qiáng)電機(jī)的噪音。另外碳刷的振動(dòng)、風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的氣流、電機(jī)的使用和維護(hù)不當(dāng)?shù)榷紩?huì)引起電機(jī)噪聲。 3降低電機(jī)噪聲的工藝措施 針對(duì)電機(jī)機(jī)械噪聲產(chǎn)生的緣由,筆者分離提出相應(yīng)的工藝措施,借此拋磚引玉,共同探討。 3.1轉(zhuǎn)子機(jī)械不平衡產(chǎn)生的噪聲控制方法 轉(zhuǎn)子的不平衡量應(yīng)盡可能減到最小,否則平

9、衡精度就低。平衡精度與電機(jī)的規(guī)格、性質(zhì)和使用條件有關(guān)。例如:船用電機(jī)顛簸性大,運(yùn)行時(shí)光長(zhǎng),振動(dòng)和噪聲要小,平衡精度要求較高。轉(zhuǎn)子鐵芯的直徑與長(zhǎng)度之比越大,離心力越大,平衡精度要高。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高,平衡精度要求亦高。電機(jī)在使用時(shí)的基礎(chǔ)情況,如軸承和各支持部分的剛性差,平衡精度要求高。 3.2降低軸承噪音的主要方法 (1)留意軸承的抉擇。大多數(shù)的電機(jī)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程當(dāng)中,軸承的振動(dòng)程度會(huì)隨軸承內(nèi)徑的增強(qiáng)而增大,每增強(qiáng)5mm的直徑,振動(dòng)約增大12dB。 (2)留意軸承徑向游隙的大小。過(guò)大的徑向游隙會(huì)引起低頻噪聲上升,反之,過(guò)小的間隙則會(huì)導(dǎo)致高頻噪聲上升。為了削減軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)與噪聲,軸承徑向工作間隙

10、應(yīng)控制在19m范圍內(nèi)為宜。一般來(lái)說(shuō),電機(jī)軸承本身的振動(dòng)噪聲與電機(jī)整機(jī)要求的噪聲大約相差10dB,即當(dāng)電機(jī)所要求的噪聲小于42dB時(shí),軸承本身的噪聲就應(yīng)小于32dB。這一點(diǎn)應(yīng)通過(guò)往常對(duì)軸承或電機(jī)整機(jī)的檢驗(yàn)舉行對(duì)照,對(duì)同規(guī)格型號(hào)的軸承應(yīng)抉擇質(zhì)量穩(wěn)定、噪聲值低的提供商生產(chǎn)的產(chǎn)品。 (3)對(duì)軸承適當(dāng)加壓。其目的是為了消退轉(zhuǎn)子的軸向間隙。一般可以選用波形彈簧墊圈或者是三點(diǎn)式彈性墊圈,且置于軸伸端。 (4)對(duì)于噪聲要求比較高的電機(jī)來(lái)說(shuō),就要選用低噪音軸承。當(dāng)負(fù)載較小時(shí),可以選用含油滑動(dòng)軸承,它的噪聲與同尺寸的滾動(dòng)軸承相比一般可小10dB左右。 3.3裝配和機(jī)械加工因素控制噪聲方法 (1)在裝配轉(zhuǎn)軸、軸承等時(shí),宜放置在專用夾具上,避開(kāi)徑向敲打,軸向敲擊時(shí)也不能直接擊打軸端或軸承端面,不能野蠻作業(yè)、強(qiáng)制裝配;裝配軸承前,應(yīng)對(duì)軸承舉行清洗和消磁,裝配時(shí)宜采用熱脹法,并適量涂抹相應(yīng)型號(hào)的潤(rùn)滑脂; (2)對(duì)定轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸軸承檔和端蓋軸承室的精加工工序應(yīng)設(shè)立質(zhì)量控制點(diǎn),實(shí)施重點(diǎn)控制,加工精度盡量逼近公差帶中間值;同時(shí)生產(chǎn)企業(yè)的工藝水平和生產(chǎn)設(shè)備及工裝都務(wù)必能夠保證機(jī)械加工的精度。要提高機(jī)械加工的質(zhì)量,務(wù)必在質(zhì)量控制點(diǎn)的設(shè)立和檢測(cè)手段上都要有肯定保證。 4結(jié)語(yǔ) 總之,為降低電機(jī)噪聲,除合理的設(shè)計(jì)外,制定和執(zhí)行完美的工藝規(guī)程,舉行嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)測(cè),科學(xué)地使用和維護(hù),對(duì)人