磁懸浮主軸報(bào)告

主軸報(bào)告處理的問(wèn)題轉(zhuǎn)子二次加工轉(zhuǎn)子部件上的零件，如電機(jī)轉(zhuǎn)子，套筒，傳感器測(cè)量環(huán)，徑向磁力軸承轉(zhuǎn)子等均與軸為過(guò)盈配合，過(guò)盈量為0.03mm，過(guò)盈量比設(shè)計(jì)時(shí)大，采用熱套工藝時(shí)加熱溫度200~300℃，并且要用壓力機(jī)或工裝件將零件壓緊。為保證轉(zhuǎn)子整體的同軸度和圓度要求，應(yīng)在轉(zhuǎn)子的幾個(gè)主要外圓面（徑向磁力軸承轉(zhuǎn)子外徑，傳感器測(cè)量環(huán)，電機(jī)轉(zhuǎn)子可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)光圓）留出徑向加工余量，雙邊0.5mm即可。轉(zhuǎn)子后端本應(yīng)有一段打了中心孔的工藝軸段，但實(shí)際情況下沒(méi)有，所以要在轉(zhuǎn)子后端加工一個(gè)中心孔，但由于是后來(lái)加工的孔，精度方面會(huì)有所偏差。將轉(zhuǎn)子各零件的外徑磨削至要求的尺寸，此時(shí)徑向和軸向的保護(hù)間隙不要加工出來(lái)。傳感器測(cè)量環(huán)的軸向長(zhǎng)度要保證傳感器探頭能有讀數(shù)。動(dòng)平衡動(dòng)平衡相關(guān)公式允許殘留相對(duì)不平衡值（mm）允許殘留不平衡值（g*mm）若轉(zhuǎn)子在平衡機(jī)上的支承情況與工作時(shí)支承情況相差不大，轉(zhuǎn)子只需在平衡轉(zhuǎn)速（20%工作轉(zhuǎn)速）上用兩個(gè)校正面平衡校正。這里先認(rèn)為轉(zhuǎn)子為剛性（剛性轉(zhuǎn)子的不平衡量不隨轉(zhuǎn)速變化）。設(shè)計(jì)不平衡精度等級(jí)為G2.5，轉(zhuǎn)速36000rpm時(shí)，=0.663μm。轉(zhuǎn)子整體質(zhì)量約為5.5kg，則允許殘留的不平衡值為=3.6465g*mm。去重處在傳感器測(cè)量環(huán)靠近徑向磁力軸承轉(zhuǎn)子處（圖1.1）。此處傳感器測(cè)量環(huán)外圓半徑為21mm，則兩較正面的動(dòng)不平衡質(zhì)量之和為173㎎以?xún)?nèi)。圖1.1轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡去重處（1）海天去重情況轉(zhuǎn)速3480rpm，有磨頭，轉(zhuǎn)子前端不平衡質(zhì)量301mg，后端為57.1mg，用小風(fēng)磨去重，改變效果不明顯。海天的精工的動(dòng)平衡機(jī)適用于較大的主軸測(cè)量，這里的轉(zhuǎn)子質(zhì)量太輕，測(cè)量不準(zhǔn)，去重前后的不平衡質(zhì)量變化量無(wú)法測(cè)出。（2）無(wú)錫開(kāi)源磨頭分廠(chǎng)去重情況采用上海辛克試驗(yàn)機(jī)有限公司的小型動(dòng)平衡機(jī)，轉(zhuǎn)速1000rpm左右，無(wú)磨頭時(shí)，前端動(dòng)不平衡量61mg，后端為110mg，幾次去重后，前端52mg，后端67mg。有磨頭時(shí)，前端202mg，后端80mg，給磨頭去重后前端110mg左右，后端72mg。再去重，不平衡量變化不大。測(cè)量動(dòng)平衡時(shí)轉(zhuǎn)速不高，動(dòng)不平衡量應(yīng)越小越好，但實(shí)際情況達(dá)不到50mg以下，可能和測(cè)試機(jī)精度與去重位置不準(zhǔn)有關(guān)。磁力軸承定子走線(xiàn)徑向磁力軸承定子接線(xiàn)顏色應(yīng)該是4根進(jìn)線(xiàn)顏色不同，4根出線(xiàn)均為黑色，并且進(jìn)出線(xiàn)相應(yīng)配對(duì)?？偟囊鼍€(xiàn)位置應(yīng)以銷(xiāo)孔為基準(zhǔn)呈一定角度。實(shí)際情況：進(jìn)線(xiàn)顏色與設(shè)計(jì)要求不符；4根出線(xiàn)被集成了一股，用黃線(xiàn)引出；各磁極的位置沒(méi)有根據(jù)銷(xiāo)孔來(lái)確定；繞線(xiàn)方向只保證了同一對(duì)極極性相反，沒(méi)有保證每一對(duì)極之間的磁極分布；引出線(xiàn)位置隨意。針對(duì)以上情況，在浸漆之前重新接線(xiàn)。將出線(xiàn)分為四根，進(jìn)出線(xiàn)共8根，同一對(duì)極的進(jìn)出線(xiàn)用同種顏色的引線(xiàn)；根據(jù)銷(xiāo)孔位置重新安排各磁極極性分布；用直流電源（5V）和永磁體測(cè)試各磁極的極性，并給進(jìn)出線(xiàn)編號(hào)，用編號(hào)區(qū)分磁極；溫度傳感器也相應(yīng)編號(hào)，兩兩成對(duì)引出；修改引出線(xiàn)位置（圖1.2）。圖1.2徑向磁力軸承定子引線(xiàn)漏水問(wèn)題有兩套殼體，通入6公斤氣壓，一套殼體兩端及內(nèi)部漏氣；另一套只有兩端漏氣。原因分析：銅套厚度5mm，由于工藝問(wèn)題，加工余量少，沒(méi)有心軸，徑向孔多，導(dǎo)致銅套變形，外圓圓度差；同時(shí)沒(méi)有在銅套上開(kāi)厭氧膠的存積槽，導(dǎo)致厭氧膠分布不均勻；加之設(shè)計(jì)時(shí)部分軸向尺寸較?。▓D1.3紅圈處）密封效果差。圖1.3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖解決方案一：對(duì)只有端頭漏氣的殼體用厭氧膠進(jìn)行封堵（填充厭氧膠后需等候24小時(shí)），再檢測(cè)，反復(fù)幾次，最終沒(méi)有漏水現(xiàn)象（目前組裝的這個(gè)用的此種方案）。解決方案二：對(duì)漏氣嚴(yán)重的殼體采用密封圈密封，重新修改了套筒結(jié)構(gòu)，采用氟橡膠密封圈，增加套筒余量（圖1.4），套筒厚度7-8mm（仍有變形）。由于沒(méi)有考慮到殼體上已加工出的徑向孔太多，裝入套筒時(shí)，密封圈壓碎。密封圈溝槽應(yīng)該開(kāi)在殼體上。圖1.4有密封圈的銅套密封檢測(cè)（1）漏氣檢測(cè)將殼體上的一個(gè)水管接口用頂絲堵死，另一個(gè)接口接氣管接頭（接頭要纏生料帶），將殼體上徑向方向的水管工藝孔用帶有內(nèi)螺紋的銅制堵頭堵死。將殼體放入水箱中，水箱中水位高度適中，調(diào)節(jié)氣源壓力到6公斤壓力（0.6MPa左右），觀察殼體是否有漏氣現(xiàn)象，做好記錄，取出殼體后用標(biāo)記筆標(biāo)記好，便于堵漏。（2）漏水檢測(cè)用小水泵（0.4kw，揚(yáng)程3~12m）進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間漏水測(cè)試（圖1.5），測(cè)試時(shí)間3~4小時(shí)（時(shí)間越長(zhǎng)越好），此測(cè)試只針對(duì)殼體部件，其它零件沒(méi)有裝入殼體中。觀察漏水現(xiàn)象，對(duì)漏水處做好標(biāo)記。圖1.5漏水測(cè)試殼體加工工藝問(wèn)題為了保證殼體裝入銅套后銅套內(nèi)孔的精度，銅套內(nèi)圓留有一定余量，此時(shí)應(yīng)該先鉆孔，再磨內(nèi)圓。鉆孔時(shí)應(yīng)該先鉆軸向孔，再鉆徑向孔，以免軸向孔打歪。實(shí)際情況正好相反，先加工的徑向孔，再加工的軸向孔；先磨內(nèi)圓和端面后才鉆孔。這樣導(dǎo)致銅套內(nèi)圓圓度差，并在徑向孔處有大量的突起（圖1.6紅圈處），需要用風(fēng)磨逐個(gè)磨去（倒角刀無(wú)法放入），鉆孔后使得銅套被頂起，內(nèi)圓圓度差，要倒很大的倒角。圖1.6加工后的殼體部件傳感器安裝及檢測(cè)傳感器支架要壓緊徑向磁力軸承定子，不能壓在線(xiàn)圈上（圖1.7紅圈所示位置），支架上的走線(xiàn)孔都改為U型槽，便于安裝。圖1.7傳感器支架與定子線(xiàn)圈圖1.8傳感器安裝安裝傳感器探頭時(shí)，測(cè)定傳感測(cè)量環(huán)的外徑，以及支架上傳感器探頭安放位置的尺寸，先計(jì)算處探頭距離支架的距離，再用量塊搭配出相應(yīng)尺寸，進(jìn)行安裝（圖1.8）。微調(diào)時(shí)可用塞尺和量塊搭配使用。擰緊螺母后可在靠近探頭的導(dǎo)線(xiàn)上纏一層膠帶，防止刮傷。待整個(gè)主軸裝配完后，傳感器后置器接采集卡，連接好電機(jī)出線(xiàn)和變頻器，以一定頻率運(yùn)轉(zhuǎn)主軸，采集相應(yīng)數(shù)據(jù)。傳感器最大輸出電壓10V，這里串聯(lián)一個(gè)20kΩ電阻，使傳感器最大輸出電壓變?yōu)?V，調(diào)整傳感器探頭位置，使測(cè)得的電壓值在2.5V左右。7.溫度傳感器溫度傳感器為KTY84-130，直接埋入線(xiàn)圈中，每個(gè)傳感器有兩根線(xiàn)，根據(jù)阻值變化測(cè)量溫度變化。溫度傳感器根據(jù)銷(xiāo)孔位置編號(hào)1~4，試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)量了三種狀態(tài)下溫度傳感器的阻值。測(cè)試狀態(tài)：電機(jī)開(kāi)啟前電阻測(cè)量，電機(jī)旋轉(zhuǎn)后電阻測(cè)量（50Hz，3000rpm，運(yùn)轉(zhuǎn)5分鐘停機(jī)測(cè)量一次），停機(jī)10分鐘后電阻測(cè)量。表1.1溫度傳感器電阻測(cè)量開(kāi)機(jī)前（Ω）開(kāi)機(jī)后5分鐘（Ω）再開(kāi)機(jī)5分鐘（Ω）停機(jī)后10分鐘（Ω）溫度傳感器1（前）610624644661溫度傳感器2（前）609621639658溫度傳感器3（前）603615636651溫度傳感器4（前）602616635652溫度傳感器1（后）608644673674溫度傳感器2（后）612647676677溫度傳感器3（后）606641670671溫度傳感器4（后）609646676674軸向前610637662668軸向后604641665664從溫度傳感器的阻值變化可以得出如下結(jié)論：升溫速度由快到慢依次是：后徑向磁力軸承定子，軸向磁力軸承后定子，軸向磁力軸承前定子，前徑向磁力軸承；前徑向磁力軸承定子里電機(jī)定子最遠(yuǎn)，升溫最慢；后徑向磁力軸承定子和軸向磁力軸承定子離電機(jī)最近，升溫快，其中軸向磁力軸承后定子升溫比前定子快，后徑向磁力軸承定子可能由于主軸后端保護(hù)軸承摩擦發(fā)熱的緣故升溫最快；停機(jī)10分鐘后，前徑向磁力軸承定子溫度繼續(xù)升高，后徑向磁力軸承定子和軸向磁力軸承定子溫度變化不大，說(shuō)明整個(gè)主軸還沒(méi)有達(dá)到熱平衡狀態(tài)。本次測(cè)量主軸只運(yùn)轉(zhuǎn)了10分鐘左右，由于電機(jī)外殼處發(fā)燙，怕?lián)p壞主軸，沒(méi)有繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下去。測(cè)量時(shí)用萬(wàn)用表測(cè)量，不是很精確，以后測(cè)量時(shí)需提高精度，并用紅外熱像儀測(cè)量主軸表面溫度，特別是電機(jī)定子處的發(fā)熱。墊片及保護(hù)間隙調(diào)整根據(jù)相應(yīng)的端蓋與殼體的尺寸來(lái)配做墊片。墊片材料為鋼制板材，采用激光切割，再到平面磨床磨到相應(yīng)尺寸。墊片厚度的測(cè)量可以在整體裝配好后用塞尺來(lái)測(cè)量，或者用深度尺測(cè)量相關(guān)尺寸后計(jì)算得到（表8.1）。墊片安裝前要汽油洗凈、吹干、擦凈。做好的墊片如圖1.9所示。表1.2墊片厚度零件厚度（mm）前小墊片0.82前大墊片1.47后小墊片0.86后大墊片1.78圖1.9墊片徑向保護(hù)間隙只要在軸頸處徑向上單邊去掉0.15mm即可，兩處軸頸加工后尺寸分別為：29.70mm、24.70mm，達(dá)到要求。軸向的保護(hù)間隙不好調(diào)整，需測(cè)量計(jì)算后對(duì)后大端蓋直口處、轉(zhuǎn)子軸肩處以及角接觸球軸承定位片端面進(jìn)行磨削加工（圖1.10紅圈處）。圖1.10軸向保護(hù)間隙調(diào)整處加工時(shí)很容易磨過(guò)量，這里對(duì)后大端蓋和轉(zhuǎn)子總共調(diào)整了三次，結(jié)果如下。圖1.11軸向保護(hù)間隙示意圖前徑向磁力軸承替換由于殼體部件的銅套內(nèi)圓圓度不好，徑向磁力軸承定子外圓偏大，導(dǎo)致徑向磁力軸承裝入后成為了過(guò)盈配合，在后徑向磁力軸承定子已裝入的情況下，將前徑向磁力軸承定子外圓再次磨削，但磨過(guò)量，外徑變?yōu)?11.74mm，單邊間隙0.13mm。鑒于此情況，用備用軸承進(jìn)行替換。備用前徑向磁力軸承定子外圓磨削后尺寸為111.95mm，并將銅套上徑向孔處倒角加大，方便安裝。圖1.12為替換前后對(duì)比圖。a）替換前b）替換后圖1.12前徑向磁力軸承定子替換前后對(duì)比圖軸向磁力軸承斷線(xiàn)問(wèn)題在最后一次安裝時(shí)，軸向磁力軸承前定子的引出線(xiàn)斷了。因?yàn)槎ㄗ永锇惭b了溫度傳感器，所以沒(méi)有足夠位置將漆包線(xiàn)接為軟導(dǎo)線(xiàn)，漆包線(xiàn)外只套有絕緣膠管，導(dǎo)致引出線(xiàn)易折斷。這里將折斷的漆包線(xiàn)用小航插上的接頭觸腳（空心段，彎折后）連接，焊好后用絕緣膠泥固定（圖1.13），并在相應(yīng)的定位套環(huán)上將走線(xiàn)孔改為U型槽（圖1.14）。圖1.13重新接線(xiàn)后的軸向磁力軸承定子圖1.14定位套環(huán)圖1.15主軸相關(guān)測(cè)量尺寸項(xiàng)目測(cè)量值前傳感器測(cè)量環(huán)同軸度2μm前徑向磁力軸承轉(zhuǎn)子同軸度2μm后徑向磁力軸承轉(zhuǎn)子同軸度3μm后傳感器測(cè)量環(huán)同軸度10μm前傳感器測(cè)量環(huán)外徑41.99mm前徑向磁力軸承轉(zhuǎn)子外徑55.39mm后徑向磁力軸承轉(zhuǎn)子外徑55.39mm后傳感器測(cè)量環(huán)外徑41.98mm軸向調(diào)整環(huán)軸向長(zhǎng)度23.10mm藍(lán)色：前徑向傳感器1，40UM藍(lán)色：前徑向傳感器1，40UM紅色：后徑向傳感器1，30UM綠色：前徑向傳感器2，30UM40hz藍(lán)色：前徑向傳感器1，40UM紅色：后徑向傳感器1，30UM綠色：后徑向傳感器2，20UM40hz61hz61hz與機(jī)械測(cè)量結(jié)果不符，估計(jì)是采集卡接線(xiàn)問(wèn)題。主軸裝配步驟說(shuō)明零件檢測(cè)。裝配前前確定所有零件是否齊全，測(cè)量零件的尺寸是否達(dá)到要求，需要二次加工的零件是否留有余量；檢查徑向和軸向磁力軸承定子接線(xiàn)是否良好，檢查繞線(xiàn)方向是否正確（通過(guò)檢查極性來(lái)確定）。轉(zhuǎn)子裝配。鼠籠式轉(zhuǎn)子鐵芯可采用過(guò)盈配合，這里的轉(zhuǎn)子類(lèi)零件與軸都采用過(guò)盈配合。裝配時(shí)可采用熱套工藝，再壓緊去除軸向間隙。轉(zhuǎn)子二次加工。轉(zhuǎn)子裝配好后，前、后徑向磁力軸承轉(zhuǎn)子外圓和前、后傳感器測(cè)量環(huán)外圓處留有余量（一般單邊0.25~0.5mm），此時(shí)在外圓磨床上將這幾處尺寸磨到要求尺寸。此時(shí)軸頸處的尺寸應(yīng)該是沒(méi)有加工保護(hù)間隙的尺寸。加工好后，應(yīng)測(cè)量幾個(gè)主要外圓面的圓度，同軸度，以及直徑。轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡?？梢园碐2.5來(lái)確定不平衡質(zhì)量，最好找專(zhuān)門(mén)的高速，可檢測(cè)小軸的動(dòng)平衡機(jī)來(lái)檢測(cè)。國(guó)內(nèi)動(dòng)平衡機(jī)一般轉(zhuǎn)到3000rpm就是極限轉(zhuǎn)速了，需要換算動(dòng)不平衡量；而一些小型的動(dòng)平衡機(jī)的轉(zhuǎn)速還不到3000rpm。殼體裝配。這里指將銅套裝入殼體并鉆孔。銅套裝入之前，殼體上應(yīng)該將水流通道的徑向孔和軸向孔加工好，并且是先加工軸向孔再加工徑向孔。裝入銅套時(shí)可用兩種方法，一種是過(guò)盈配合裝入，銅套端部加密封圈或油性氈圈防漏；另一種是間隙配合厭氧膠防漏，要在銅套上相應(yīng)位置開(kāi)厭氧膠存積槽，一般單邊深度0.2~0.3mm，槽寬3mm左右。裝好后鉆其它孔，同樣是先鉆軸向孔再鉆徑向孔。殼體二次加工。將殼體部件的銅套內(nèi)圓加工到要求尺寸，并測(cè)量記錄，加工端面（為防止將引線(xiàn)割傷，可用小風(fēng)磨將銅套上的徑向孔倒角，再用細(xì)砂紙磨，殼體外表面的徑向孔可用倒角刀倒角）。密封檢測(cè)。見(jiàn)第一部分——4漏水問(wèn)題——密封檢測(cè)（堵頭要根據(jù)鉆孔尺寸配做，過(guò)盈配合，一般鉆孔偏大，堵頭上加內(nèi)螺紋方便拆卸）。如有漏水問(wèn)題進(jìn)行堵漏。裝入電機(jī)定子。確定其引線(xiàn)長(zhǎng)度是否足夠，再壓入殼體中，安裝方向要正確，引線(xiàn)從殼體后端孔出來(lái)（圖2.1）。需要做專(zhuān)門(mén)的工裝。圖2.1電機(jī)安裝電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試。將電機(jī)與變頻器、電源接好，設(shè)置變頻器頻率（50~60Hz）、啟動(dòng)時(shí)間等參數(shù)。將前后大小端蓋去銹、洗凈（汽油）、吹干，相應(yīng)軸承也洗凈、吹干并加入潤(rùn)滑脂。將轉(zhuǎn)子、前后大端蓋先后裝入，再裝軸承。后端的角接觸球軸承內(nèi)外圈均要壓緊。裝好后開(kāi)啟電源，檢測(cè)電機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)（圖2.2）。主軸要放在絕緣物上，防止漏電。圖2.2電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試安裝其它零部件。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試正常后，將主軸拆卸，安裝其它零部件。安裝順序：后徑向磁力軸承定子（工裝壓入，引線(xiàn)后端出）——軸向磁力軸承后定子（大間隙配合，引線(xiàn)后端出）——軸向磁力軸承定位套筒——轉(zhuǎn)子——軸向磁力軸承前定子（方便拆卸起見(jiàn)，引線(xiàn)徑向出）——軸徑套筒（注意兩個(gè)出線(xiàn)孔的位置）——前徑向磁力軸承定子（徑向出線(xiàn)）。安裝時(shí)注意各零件的安裝方向，裝好后可初步測(cè)量轉(zhuǎn)子的軸向移動(dòng)量是否在0.6mm左右，不是的話(huà)將軸向磁力軸承定位套筒的軸向尺寸相應(yīng)磨去一部分，達(dá)到要求為止。安裝傳感。見(jiàn)第一部分——6傳感器安裝及檢測(cè)。為調(diào)整到正確位置，需拆裝多次。加工保護(hù)