电动机是把电能转换成机械能的一种设备,电动机的发明,使人们对电能的利用踏上了新的台阶。在电动机部件中,转动部件是重要组成部件之一,转动部件的平衡与否关系到电动机运作的安全与稳定。今天我们就来探讨电动机转动部件有关平衡的那些事。
一、平衡的基本原理
电机的转动部件(如转子、风扇等)由于结构不对称(如键槽、标记孔等)、材料质量不均匀(如厚薄不均或有砂眼)、零件毛坯外形(不加工部分)的误差或制造加工时的误差(如孔钻偏)等原因,而造成转动体机械上的不平衡,就会使该转动体的重心对轴线产生偏移,转动时由于偏心的惯性作用,将产生不平衡的离心力或离心力偶,电机在离心力的作用下将发生振动。不平衡重量产生的离心力大小与不平衡重量、偏移的半径及转动角速度的平方成正比。例如,在直径为中?200mm的转子外圈处有不平衡重量10g,当电机转速为3000r/min时,产生的不平衡离心力高达98.6n。可见,较小的不平衡重量,在高速转动时将产生较大的离心力。因此,在电机总装配之前,必须设法消除转动部件的不平衡现象,即进行“校平”。
二、不平衡的种类
电机转动部件的不平衡状况可分为静不平衡、动不平衡及混合不平衡三种。
1.静不平衡
由于转子静止时重心永远是处在最低位置(不考虑导轨与 转子之间的摩擦阻力),因此这种不平衡的转子,即使不在旋转也会显示出不平衡性质,故称为静不平衡。假如在与m对称的另一边加重量n以后,将零件转到任一位置都没有滚动现象发生,即m对转轴中心线产生的力矩与n对转轴中心线产生的力矩达到了平衡,此时转子达到了静平衡状态。这种方法称为静平衡法。
2.动不平衡
上面分析的情况,对于电机的一些盘状零件(如带轮、电机的风扇等)是近似地符合实际情况的。如果电机转子较长,情况就不一样了,如果一个转子单纯只有这样的动不平衡,可以用加一对力偶的方法来平衡它。这对力偶应与fal大小相等、方向相反,加在位置适宜的转子两个端面上。这种方法称为动平衡法。
3.混合不平衡
一般工件都不是单纯的存在静不平衡或动不平衡,而是两种不平衡同时存在。既有由不平衡重量m产生的静不平衡离心力,又有由m1及m’1产生的不平衡力偶同时存在。这样就可以用大小不等、方向不是相差180°的两个不平衡力f’a及f2来表示。这种不平衡称为混合不平衡。实际上的转子不平衡多数属于此种。
以上这些就是电动机的平衡原理以及发生不平衡状况的分类。在电动机发生有关平衡问题时,很有可能是混合不平衡,因为一般工件都不是单纯的存在静不平衡或动不平衡,而是两种不平衡同时存在。在下篇文章中,我们将继续讨论电动机关于校静平衡与动平衡的问题。
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