中小型防爆電動機外風扇動平衡軸的改進及設計

胡曉璐+張勇

摘要： 本文介紹了防爆電機外風扇動平衡軸的設計過程，并根據其在使用過程中出現的問題，通過改進動平衡軸結構、增加平衡鍵等優(yōu)化設計措施，既滿足工裝實用性又有效提高了外風扇的平衡精度。

Abstract： This paper introduces the design process of the external fan dynamic balance shaft of the explosion-proof motor， and according to its problems in the using process， this paper improves the dynamic balance shaft structure， increase the balance key and takes other optimized design measures， which not only meets the practicality of tooling and effectively improves the balance accuracy.

關鍵詞： 外風扇動平衡軸；改進；設計

Key words： external fan dynamic balance shaft；improvement；design

中圖分類號：TM921.41 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）18-0157-02

0 引言

目前防爆電機外風扇使用靜平衡技術已遠遠不能滿足高端客戶及軍工、核電、船舶等領域市場發(fā)展需求，靜平衡技術平衡精度低，生產效率低，且存在不可控的人為因素較大，平衡質量不穩(wěn)定等問題，常常給電機正常運行造成不良影響，已成為影響公司產能提升的重要因素之一，針對此種現狀，臥龍電器南陽防爆集團股份有限公司采用動平衡裝置對外風扇進行動平衡工藝。

1 原工藝方案

外風扇的主要材質為鑄鐵、鋼、鋁，兩端面及內孔為精加工面，內孔設計有鍵槽，在電機運行中是旋轉件，動平衡工藝平衡轉速1200r/min，使用設備為HV1-10平衡機。圖1所示即為原動平衡軸平衡外風扇的示意圖，平衡軸采用如圖1所示結構，它有底座、錐柄、定位盤、螺桿及彈性套組成，工作原理是以底座下方凸臺為基準，用螺釘及鍵緊固，將動平衡軸組裝并安裝到機床上，工件內孔套在彈性套外圓上，向下旋轉螺桿同時彈性套漲緊工件內孔，使螺桿頂壓工件定位牢固，經過使用，此工裝基本能滿足使用要求，但這種動平衡軸從結構分析上存在明顯缺點：①動平衡軸徑向跳動、軸向跳動及各零件制造誤差使組裝后徑向間隙大。②缺少平衡鍵，給平衡帶來誤差。③彈性套材質用65Mn，制造成本較高。④平衡軸裝卸比較麻煩，增加人工成本。

隨著不同規(guī)格工件的外圓及內孔也有所不同，所以原有動平衡軸已經不適應生產需要，嚴重制約生產進度。為此，我們進行必要的改進，改進的要求：減小定位誤差，精簡結構，降低成本。經過驗證后效果理想，目前已在中小型外風扇動平衡中進行了推廣。下面就外風扇動平衡軸的設計要點以及改進措施進行簡要介紹。

2 改進要點

根據以上動平衡軸產生弊端可知，要提高平衡精度，必須對平衡軸進行更改，按照這個思路，現將平衡軸結構進行重新設計，如圖2所示，平衡軸有底座、鍵、壓板、帶肩螺母組成，結構簡潔，方面可靠。定位臺與外風扇內孔定位，它不僅定位了工件的基準，并且增加平衡鍵，模擬電機中轉子上風扇的運行狀態(tài)，平衡等級達到G1。

①動平衡與工件操作方法與工作原理（見圖3），將鍵首先固定到定位臺，用4個內六角圓頭螺栓將底座固定在機床工作臺面上，將工件放到定位臺上，用壓板壓在上端端面上，通過帶肩螺母螺旋運動，將工件壓緊。

②動平衡軸設計要點。底座基準面外圓與定位臺同軸度0.02mm以內、與設備安裝面垂直度0.01mm以內，從而降低了平衡軸制造與定位誤差，夾緊機構保證工件在夾緊過程中不產生松動或振動，同時，工件不產生過大的夾緊變形和表面損傷，操作方便、安全、省力。并且這種設計思路已經推廣到中型電機外風扇動平衡軸設計中。

3 結語

該動平衡軸結構克服了以前的四個缺點，工件平衡精度明顯提高。同時動平衡軸加工簡單，工人操作方面，使用壽命長，提高了效率，深受車間工人的歡迎。

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