磁懸浮主軸報告

主軸報告處理的問題轉(zhuǎn)子二次加工轉(zhuǎn)子部件上的零件，如電機轉(zhuǎn)子，套筒，傳感器測量環(huán)，徑向磁力軸承轉(zhuǎn)子等均與軸為過盈配合，過盈量為0.03mm，過盈量比設(shè)計時大，采用熱套工藝時加熱溫度200~300℃，并且要用壓力機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)子的幾個主要外圓面（徑向磁力軸承轉(zhuǎn)子外徑，傳感器測量環(huán)，電機轉(zhuǎn)子可根據(jù)實際情況適當光圓）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，但實際情況下沒有，所以要在轉(zhuǎn)子后端加工一個中心孔，但由于是后來加工的孔，精度方面會有所偏差。將轉(zhuǎn)子各零件的外徑磨削至要求的尺寸，此時徑向和軸向的保護間隙不要加工出來。傳感器測量環(huán)的軸向長度要保證傳感器探頭能有讀數(shù)。動平衡動平衡相關(guān)公式允許殘留相對不平衡值（mm）允許殘留不平衡值（g*mm）若轉(zhuǎn)子在平衡機上的支承情況與工作時支承情況相差不大，轉(zhuǎn)子只需在平衡轉(zhuǎn)速（20%工作轉(zhuǎn)速）上用兩個校正面平衡校正。這里先認為轉(zhuǎn)子為剛性（剛性轉(zhuǎn)子的不平衡量不隨轉(zhuǎn)速變化）。設(shè)計不平衡精度等級為G2.5，轉(zhuǎn)速36000rpm時，=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。去重處在傳感器測量環(huán)靠近徑向磁力軸承轉(zhuǎn)子處（圖1.1）。此處傳感器測量環(huán)外圓半徑為21mm，則兩較正面的動不平衡質(zhì)量之和為173㎎以內(nèi)。圖1.1轉(zhuǎn)子動平衡去重處（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，用小風磨去重，改變效果不明顯。海天的精工的動平衡機適用于較大的主軸測量，這里的轉(zhuǎn)子質(zhì)量太輕，測量不準，去重前后的不平衡質(zhì)量變化量無法測出。（2）無錫開源磨頭分廠去重情況采用上海辛克試驗機有限公司的小型動平衡機，轉(zhuǎn)速1000rpm左右，無磨頭時，前端動不平衡量61mg，后端為110mg，幾次去重后，前端52mg，后端67mg。有磨頭時，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。測量動平衡時轉(zhuǎn)速不高，動不平衡量應(yīng)越小越好，但實際情況達不到50mg以下，可能和測試機精度與去重位置不準有關(guān)。磁力軸承定子走線徑向磁力軸承定子接線顏色應(yīng)該是4根進線顏色不同，4根出線均為黑色，并且進出線相應(yīng)配對?？偟囊鼍€位置應(yīng)以銷孔為基準呈一定角度。實際情況：進線顏色與設(shè)計要求不符；4根出線被集成了一股，用黃線引出；各磁極的位置沒有根據(jù)銷孔來確定；繞線方向只保證了同一對極極性相反，沒有保證每一對極之間的磁極分布；引出線位置隨意。針對以上情況，在浸漆之前重新接線。將出線分為四根，進出線共8根，同一對極的進出線用同種顏色的引線；根據(jù)銷孔位置重新安排各磁極極性分布；用直流電源（5V）和永磁體測試各磁極的極性，并給進出線編號，用編號區(qū)分磁極；溫度傳感器也相應(yīng)編號，兩兩成對引出；修改引出線位置（圖1.2）。圖1.2徑向磁力軸承定子引線漏水問題有兩套殼體，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，由于工藝問題，加工余量少，沒有心軸，徑向孔多，導致銅套變形，外圓圓度差；同時沒有在銅套上開厭氧膠的存積槽，導致厭氧膠分布不均勻；加之設(shè)計時部分軸向尺寸較?。▓D1.3紅圈處）密封效果差。圖1.3結(jié)構(gòu)簡圖解決方案一：對只有端頭漏氣的殼體用厭氧膠進行封堵（填充厭氧膠后需等候24小時），再檢測，反復(fù)幾次，最終沒有漏水現(xiàn)象（目前組裝的這個用的此種方案）。解決方案二：對漏氣嚴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）。由于沒有考慮到殼體上已加工出的徑向孔太多，裝入套筒時，密封圈壓碎。密封圈溝槽應(yīng)該開在殼體上。圖1.4有密封圈的銅套密封檢測（1）漏氣檢測將殼體上的一個水管接口用頂絲堵死，另一個接口接氣管接頭（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，取出殼體后用標記筆標記好，便于堵漏。（2）漏水檢測用小水泵（0.4kw，揚程3~12m）進行長時間漏水測試（圖1.5），測試時間3~4小時（時間越長越好），此測試只針對殼體部件，其它零件沒有裝入殼體中。觀察漏水現(xiàn)象，對漏水處做好標記。圖1.5漏水測試殼體加工工藝問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，此時應(yīng)該先鉆孔，再磨內(nèi)圓。鉆孔時應(yīng)該先鉆軸向孔，再鉆徑向孔，以免軸向孔打歪。實際情況正好相反，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），需要用風磨逐個磨去（倒角刀無法放入），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傳感器支架要壓緊徑向磁力軸承定子，不能壓在線圈上（圖1.7紅圈所示位置），支架上的走線孔都改為U型槽，便于安裝。圖1.7傳感器支架與定子線圈圖1.8傳感器安裝安裝傳感器探頭時，測定傳感測量環(huán)的外徑，以及支架上傳感器探頭安放位置的尺寸，先計算處探頭距離支架的距離，再用量塊搭配出相應(yīng)尺寸，進行安裝（圖1.8）。微調(diào)時可用塞尺和量塊搭配使用。擰緊螺母后可在靠近探頭的導線上纏一層膠帶，防止刮傷。待整個主軸裝配完后，傳感器后置器接采集卡，連接好電機出線和變頻器，以一定頻率運轉(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，直接埋入線圈中，每個傳感器有兩根線，根據(jù)阻值變化測量溫度變化。溫度傳感器根據(jù)銷孔位置編號1~4，試運轉(zhuǎn)時測量了三種狀態(tài)下溫度傳感器的阻值。測試狀態(tài)：電機開啟前電阻測量，電機旋轉(zhuǎn)后電阻測量（50Hz，3000rpm，運轉(zhuǎn)5分鐘停機測量一次），停機10分鐘后電阻測量。表1.1溫度傳感器電阻測量開機前（Ω）開機后5分鐘（Ω）再開機5分鐘（Ω）停機后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定子最遠，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軸承摩擦發(fā)熱的緣故升溫最快；停機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，說明整個主軸還沒有達到熱平衡狀態(tài)。本次測量主軸只運轉(zhuǎn)了10分鐘左右，由于電機外殼處發(fā)燙，怕?lián)p壞主軸，沒有繼續(xù)運轉(zhuǎn)下去。測量時用萬用表測量，不是很精確，以后測量時需提高精度，并用紅外熱像儀測量主軸表面溫度，特別是電機定子處的發(fā)熱。墊片及保護間隙調(diào)整根據(jù)相應(yīng)的端蓋與殼體的尺寸來配做墊片。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。墊片厚度的測量可以在整體裝配好后用塞尺來測量，或者用深度尺測量相關(guān)尺寸后計算得到（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，達到要求。軸向的保護間隙不好調(diào)整，需測量計算后對后大端蓋直口處、轉(zhuǎn)子軸肩處以及角接觸球軸承定位片端面進行磨削加工（圖1.10紅圈處）。圖1.10軸向保護間隙調(diào)整處加工時很容易磨過量，這里對后大端蓋和轉(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，導致徑向磁力軸承裝入后成為了過盈配合，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，但磨過量，外徑變?yōu)?11.74mm，單邊間隙0.13mm。鑒于此情況，用備用軸承進行替換。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比圖軸向磁力軸承斷線問題在最后一次安裝時，軸向磁力軸承前定子的引出線斷了。因為定子里安裝了溫度傳感器，所以沒有足夠位置將漆包線接為軟導線，漆包線外只套有絕緣膠管，導致引出線易折斷。這里將折斷的漆包線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)上將走線孔改為U型槽（圖1.14）。圖1.13重新接線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)測量尺寸項目測量值前傳感器測量環(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后傳感器測量環(huán)同軸度10μm前傳感器測量環(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后傳感器測量環(huán)外徑41.98mm軸向調(diào)整環(huán)軸向長度23.10mm藍色：前徑向傳感器1，40UM藍色：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與機械測量結(jié)果不符，估計是采集卡接線問題。主軸裝配步驟說明零件檢測。裝配前前確定所有零件是否齊全，測量零件的尺寸是否達到要求，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是否良好，檢查繞線方向是否正確（通過檢查極性來確定）。轉(zhuǎn)子裝配。鼠籠式轉(zhuǎn)子鐵芯可采用過盈配合，這里的轉(zhuǎn)子類零件與軸都采用過盈配合。裝配時可采用熱套工藝，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、后傳感器測量環(huán)外圓處留有余量（一般單邊0.25~0.5mm），此時在外圓磨床上將這幾處尺寸磨到要求尺寸。此時軸頸處的尺寸應(yīng)該是沒有加工保護間隙的尺寸。加工好后，應(yīng)測量幾個主要外圓面的圓度，同軸度，以及直徑。轉(zhuǎn)子動平衡?？梢园碐2.5來確定不平衡質(zhì)量，最好找專門的高速，可檢測小軸的動平衡機來檢測。國內(nèi)動平衡機一般轉(zhuǎn)到3000rpm就是極限轉(zhuǎn)速了，需要換算動不平衡量；而一些小型的動平衡機的轉(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。裝入銅套時可用兩種方法，一種是過盈配合裝入，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，并測量記錄，加工端面（為防止將引線割傷，可用小風磨將銅套上的徑向孔倒角，再用細砂紙磨，殼體外表面的徑向孔可用倒角刀倒角）。密封檢測。見第一部分——4漏水問題——密封檢測（堵頭要根據(jù)鉆孔尺寸配做，過盈配合，一般鉆孔偏大，堵頭上加內(nèi)螺紋方便拆卸）。如有漏水問題進行堵漏。裝入電機定子。確定其引線長度是否足夠，再壓入殼體中，安裝方向要正確，引線從殼體后端孔出來（圖2.1）。需要做專門的工裝。圖2.1電機安裝電機運轉(zhuǎn)測試。將電機與變頻器、電源接好，設(shè)置變頻器頻率（50~60Hz）、啟動時間等參數(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。裝好后開啟電源，檢測電機是否運轉(zhuǎn)（圖2.2）。主軸要放在絕緣物上，防止漏電。圖2.2電機運轉(zhuǎn)測試安裝其它零部件。電機運轉(zhuǎn)測試正常后，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，引線后端出）——軸向磁力軸承后定子（大間隙配合，引線后端出）——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，引線徑向出）——軸徑套筒（注意兩個出線孔的位置）——前徑向磁力軸承定子（徑向出線）。安裝時注意各零件的安裝方向，裝好后可初步測量轉(zhuǎn)子的軸向移動量是否在0.6mm左右，不是的話將軸向磁力軸承定位套筒的軸向尺寸相應(yīng)磨去一部分，達到要求為止。安裝傳感。見第一部分——6傳感器安裝及檢測。為調(diào)整到正確位置，需拆裝多次。加工保護