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机械噪声包括轴承噪声、因转子不平衡而产生的噪声及装配偏心而引起的噪声。另外,直流电机和串励交流电机中的碳刷也会产生振动而引起噪声。在很多情况下,机械噪声往往成为电机噪声的主角。
1 轴承噪声的产生与控制
由于轴承随电机转子一起旋转,因滚珠、内圈、外圈表面的不光滑,它们之间有间隙,滚珠的不圆或内部混合杂物,而引起它们间互相碰撞产生振动与噪声。
其产生的噪声值与滚珠、内外圈沟槽的尺寸精度、表面粗糙度及形位公差等有很大关系。有人认为,只要采用精密轴承就可以降低轴承噪声,殊不知使用后,反而使噪声增加。原因是轴与轴承内圈的配合过紧,使精密轴承的内圈变形大于普通轴承的变形量,因而跳动、振动加大,噪声上升。所以轴承与轴承室、轴的配合也是非常重要的。
降低轴承噪声应采取下列方法:
⑴一般应采用密封轴承,防止杂物进入;
⑵轴承生产厂在轴承装配前,对滚珠、内圈、外圈的机加工一定要达到设计要求,在装配时,应有严格的退磁清选工序,洗去油污与铁屑。事实证明,清洗后的轴承比清洗前的轴承噪声一般降低3dB。润滑脂一定要清洁干净,绝不能含有任何铁屑、灰尘和杂质;
⑶轴承外圈与轴承室的配合、内圈与轴的配合,一般不宜太紧。轴承外圈与轴承室的配合,其径向间隙宜在3~9μm的范围内;
⑷为消除转子的轴向间隙,必须对轴承施加适当的压力。一般选用波形弹簧垫圈或三点式弹性垫圈,且以放在轴伸端为宜;
⑸对于噪声要求特别的电机,宜选用低噪声轴承。当负载不太大时,可采用含油滑动轴承,它比同尺寸的滚动轴承的噪声有时可低10dB左右;
2 转子机械不平衡产生的噪声与控制
如果一个电机转子(包括上面的绕组)的质量分布是均匀的,制造与安装时的圆度和同心度是合格的,则运转平稳,它对轴承或支架的压力只有静压力,即转子本身的重量。如果转子的质量分布是不均匀的,则转子是不平衡的转子,它转动时就会产生附加的离心力,轴承或支架就会受到周期性附加离心力的作用,通过轴承或支架传到外壳,引起振动,产生噪声。当不平稳量过大或转速过高,将使电机无法正常工作,甚至损坏或飞逸,后果十分严重。电机中冷却风扇的不平衡同样也会产生较大的噪声。
转子的平衡有二种:静平衡与动平衡。
静平衡的转子不一定动平衡,但动平衡的转子一定会静平衡。所以转子仅校静平衡是不够的,对于速度较高的转子必须校动平衡。目前常用两种方法使之平衡:去重法与加重法。去重法效率较高,但对铁芯会造成一定损伤,特别是在不平衡量较大时,就不宜采用此法。加重法的加工效率不高,但比较灵活,且不损伤转子铁芯。不平衡的风扇同样需要校动平衡。 |
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