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【摘 要】本文分析了立式电动机的装配调试过程，主要针对立式电动机的摆度超差，在设计、装配工艺、零部件性能等方面提出解决方案，并通过实践证明了这一方案的可行性，由此总结出一套立式电动机的装配工艺。
【关键词】立式电动机；摆度；推力轴承
0.引言
立式电动机的装配重点在于推力轴承装配，调试的重点在于摆度。所谓摆度就是转轴中心线与推力头平面不垂直度在轴伸上的反映。是用径向跳动计算出的，设计要求不超过0.02mm/m。
传统的推力轴承是可调式的，通过安装在镜板（支撑在推力轴瓦上的）和推力头（套在转轴上的）间的垫片调整摆度。这种推力轴承的缺点是装配工序多，用户维修维护极不方便，要检修推力轴瓦必须先拆下推力头。新型的推力轴承是靠机械加工保证装配精度，没有镜板这一零件，推力头直接支撑在推力轴瓦上，装配相对简单，维修维护方便，只需将转子顶起就可拆卸推力轴瓦。它的缺点是摆度无法调整，完全依靠机械加工保证。
1.问题的出现
由于新式的推力轴承靠机械加工保证装配精度，无需调整，也无法调整。采用新式的推力轴承装配了两台电机，型号YLKS1600-12/1730，测量出的摆度在0.1～0.2mm/m之间，均严重超差，是允许值的几倍。
2.在制造手段上分析摆度超差的原因
2.1推力轴承加工精度的分析
我们首先在机械加工的精度上查找原因。推力轴承是外购件，是专业制造厂生产的，我厂在购买时也经过检验，形状误差满足要求，至于位置误差，我厂尚未有全面的检测手段。因此，无法全面地准确地判断推力轴承的加工精度。
2.2推力头装配分析
2.2.1推力头与转轴的配合
推力头在转轴上的装配位置如图1所示。它们的配合是过渡配合?200H7+0.0460/k6+0.033+0.004。通过轴颈和推力头内径的测量，我们发现间隙过大，两台电机分别为0.04和0.05。间隙过大容易造成推力头与转轴的中心不重合，如果它们是交叉的，那么推力头的下平面与转轴中心线不垂直，这就是摆度超差的直接原因。
推力头是可拆卸零件，既要满足拆装要求，又要保证配合有效，我选择了零对零的配合，也就是尽量保证零过盈、零间隙，给定一个范围：最大间隙0.02mm，最大过盈0.01mm。轴的外径根据推力头内径配做。
2.2.2环键与轴的配合
整个转子的重量通过环键加载在推力头上，环键也是一个重要的零件，它的轴向尺寸的配合是应该控制的，包括转轴环键槽与环键的配合和环键的形位公差。而在此前是没有给予重视的。将环键与环键槽的间隙控制在0～0.05mm之间，并且环键的两平面在磨床上加工，保证环键上下两平面的平面度和平行度。
2.2.3增加一道校调工序
前面已经提到摆度就是转轴中心线与推力头平面不垂直度在轴伸上的反映，也就是说要保证摆度，必须保证转轴中心线与推力头平面垂直。如何检定它们的垂直度？只有装配上推力头才能检测出。所以我们增加一道校调工序，在转子成品后，把推力头装配在转轴上，然后把装配了推力头的转子装夹在高精度的车磨床上，用百分表打推力头平面。通过测量这两台摆度超差电机的推力头端跳在0.1～0.2mm之间。于是在车磨床上车削推力头平面，保证垂直度。检测垂直度的同时也检测一下推力头外径与转轴的同轴度（此外径与上导轴承配合），如有偏差一同修磨。
2.3结合图2 立式电机整体结构图进行电机装配环节分析
传统的装配过程是：定、转子合装→装配推力轴承→调整气隙→打摆度→装配下导轴承。下导轴承是圆柱滚子轴承，也不用调节，只是将带有滚动体的轴承外圈推入轴承套和轴承内圈之间。（电机结构见图2）按照这种装配方法，如果气隙找正后，轴承内圈与轴承套间的距离a，在圆周方向各不相同，也就是转子轴心线与轴承套中心线不重合，这样会使下导轴承的滚动体受力不均，甚至受挤压，造成下导轴承损伤和电机振动。
基于以上分析，我改变了装配的方法，以距离a为基准，使圆周方向360°范围内的a值均相等，以此找正转子位置。然后再测量气隙是否合格，因为气隙有一定的公差。平均气隙不超过名义气隙的±10%；极限气隙不超过平均气隙的±15%。这两台电机的气隙值为2mm，以a为基准的调整量比2mm气隙的公差要小，不会影响到气隙值。
采用这种装配方法，带滚动体的轴承外圈很容易地推入轴承内圈与轴承套间，有一台撤下推力后，轴承外圈在重力的作用下滑了下来，这说明转子轴心线与下导轴承中心线完全重合，在装配精度上保证了电机性能。
3.在结构方面分析摆度超差的原因
采取以上的措施，电机重新装配，摆度下降了1/2，但仍超差严重。我们重新审视先前的工作，认为并无差错，而且是有效的，找到了摆度超差的一部分原因，一定仍然存在导致摆度超差的另外原因。我把目光聚在关键零件推力头上，推力头的结构如图3所示。推力头由上、下两个零件组合而成，中间是绝缘层，由螺钉和销钉紧固定位。F级无纬玻璃丝带先缠绕在上部零件上，固化后精车，下部与上部采取过盈配合。这样装配后的推力头上部与下部绝缘，阻止了轴电流的产生。我们对这种结构的推力头的刚度提出疑问，在推力头的运输、装配、拆卸和工作过程中会不会因其刚度不足产生变形，导致摆度超差。我提出建议，推力头改为整体锻件，绝缘改在其他部位。这样虽然增加一些工作量，但是可保证推力头的刚度。
推力轴承生产厂家采取了此项建议，将绝缘改在底架与轴承座之间。新的推力头装配后，在车磨床上用百分表校验，一台电机跳动为0.02mm，另一台为零。前者的跳动在0.1～0.2mm之间，如果这两种推力头的加工精度一样，那么则说明改进后的推力头变形微小，刚度有了彻底的改善。
4.结语
这两台问题电机经过以上两大方面的改进摆度合格，控制在0.02mm/m以内，并且经试验性能满足设计要求。轴承温度为45℃，标准为：不超过80℃；振动值为：垂直0.01mm/s、轴向1.4mm/s、水平1.2 mm/s，标准为：2.8mm/s。按照这种方法又装配两台YLKS2000-14/1730立式电机，均一次交试合格。将其中的一台作为样机，与主机水泵进行了对组试验，结果运转正常，各项数据均符合标准。
【参考文献】
[1]孟大伟主编.电机制造工艺学.北京：机械工业出版社，2011.3.
[2]曹甜东主编.磨削工艺技术.沈阳：辽宁科学技术出版社，2009.4.
[3]赵家礼主编.电动机修理手册.北京：机械工业出版社，1999.4.
【关键词】立式电动机；摆度；推力轴承
0.引言
立式电动机的装配重点在于推力轴承装配，调试的重点在于摆度。所谓摆度就是转轴中心线与推力头平面不垂直度在轴伸上的反映。是用径向跳动计算出的，设计要求不超过0.02mm/m。
传统的推力轴承是可调式的，通过安装在镜板（支撑在推力轴瓦上的）和推力头（套在转轴上的）间的垫片调整摆度。这种推力轴承的缺点是装配工序多，用户维修维护极不方便，要检修推力轴瓦必须先拆下推力头。新型的推力轴承是靠机械加工保证装配精度，没有镜板这一零件，推力头直接支撑在推力轴瓦上，装配相对简单，维修维护方便，只需将转子顶起就可拆卸推力轴瓦。它的缺点是摆度无法调整，完全依靠机械加工保证。
1.问题的出现
由于新式的推力轴承靠机械加工保证装配精度，无需调整，也无法调整。采用新式的推力轴承装配了两台电机，型号YLKS1600-12/1730，测量出的摆度在0.1～0.2mm/m之间，均严重超差，是允许值的几倍。
2.在制造手段上分析摆度超差的原因
2.1推力轴承加工精度的分析
我们首先在机械加工的精度上查找原因。推力轴承是外购件，是专业制造厂生产的，我厂在购买时也经过检验，形状误差满足要求，至于位置误差，我厂尚未有全面的检测手段。因此，无法全面地准确地判断推力轴承的加工精度。
2.2推力头装配分析
2.2.1推力头与转轴的配合
推力头在转轴上的装配位置如图1所示。它们的配合是过渡配合?200H7+0.0460/k6+0.033+0.004。通过轴颈和推力头内径的测量，我们发现间隙过大，两台电机分别为0.04和0.05。间隙过大容易造成推力头与转轴的中心不重合，如果它们是交叉的，那么推力头的下平面与转轴中心线不垂直，这就是摆度超差的直接原因。
推力头是可拆卸零件，既要满足拆装要求，又要保证配合有效，我选择了零对零的配合，也就是尽量保证零过盈、零间隙，给定一个范围：最大间隙0.02mm，最大过盈0.01mm。轴的外径根据推力头内径配做。
2.2.2环键与轴的配合
整个转子的重量通过环键加载在推力头上，环键也是一个重要的零件，它的轴向尺寸的配合是应该控制的，包括转轴环键槽与环键的配合和环键的形位公差。而在此前是没有给予重视的。将环键与环键槽的间隙控制在0～0.05mm之间，并且环键的两平面在磨床上加工，保证环键上下两平面的平面度和平行度。
2.2.3增加一道校调工序
前面已经提到摆度就是转轴中心线与推力头平面不垂直度在轴伸上的反映，也就是说要保证摆度，必须保证转轴中心线与推力头平面垂直。如何检定它们的垂直度？只有装配上推力头才能检测出。所以我们增加一道校调工序，在转子成品后，把推力头装配在转轴上，然后把装配了推力头的转子装夹在高精度的车磨床上，用百分表打推力头平面。通过测量这两台摆度超差电机的推力头端跳在0.1～0.2mm之间。于是在车磨床上车削推力头平面，保证垂直度。检测垂直度的同时也检测一下推力头外径与转轴的同轴度（此外径与上导轴承配合），如有偏差一同修磨。
2.3结合图2 立式电机整体结构图进行电机装配环节分析
传统的装配过程是：定、转子合装→装配推力轴承→调整气隙→打摆度→装配下导轴承。下导轴承是圆柱滚子轴承，也不用调节，只是将带有滚动体的轴承外圈推入轴承套和轴承内圈之间。（电机结构见图2）按照这种装配方法，如果气隙找正后，轴承内圈与轴承套间的距离a，在圆周方向各不相同，也就是转子轴心线与轴承套中心线不重合，这样会使下导轴承的滚动体受力不均，甚至受挤压，造成下导轴承损伤和电机振动。
基于以上分析，我改变了装配的方法，以距离a为基准，使圆周方向360°范围内的a值均相等，以此找正转子位置。然后再测量气隙是否合格，因为气隙有一定的公差。平均气隙不超过名义气隙的±10%；极限气隙不超过平均气隙的±15%。这两台电机的气隙值为2mm，以a为基准的调整量比2mm气隙的公差要小，不会影响到气隙值。
采用这种装配方法，带滚动体的轴承外圈很容易地推入轴承内圈与轴承套间，有一台撤下推力后，轴承外圈在重力的作用下滑了下来，这说明转子轴心线与下导轴承中心线完全重合，在装配精度上保证了电机性能。
3.在结构方面分析摆度超差的原因
采取以上的措施，电机重新装配，摆度下降了1/2，但仍超差严重。我们重新审视先前的工作，认为并无差错，而且是有效的，找到了摆度超差的一部分原因，一定仍然存在导致摆度超差的另外原因。我把目光聚在关键零件推力头上，推力头的结构如图3所示。推力头由上、下两个零件组合而成，中间是绝缘层，由螺钉和销钉紧固定位。F级无纬玻璃丝带先缠绕在上部零件上，固化后精车，下部与上部采取过盈配合。这样装配后的推力头上部与下部绝缘，阻止了轴电流的产生。我们对这种结构的推力头的刚度提出疑问，在推力头的运输、装配、拆卸和工作过程中会不会因其刚度不足产生变形，导致摆度超差。我提出建议，推力头改为整体锻件，绝缘改在其他部位。这样虽然增加一些工作量，但是可保证推力头的刚度。
推力轴承生产厂家采取了此项建议，将绝缘改在底架与轴承座之间。新的推力头装配后，在车磨床上用百分表校验，一台电机跳动为0.02mm，另一台为零。前者的跳动在0.1～0.2mm之间，如果这两种推力头的加工精度一样，那么则说明改进后的推力头变形微小，刚度有了彻底的改善。
4.结语
这两台问题电机经过以上两大方面的改进摆度合格，控制在0.02mm/m以内，并且经试验性能满足设计要求。轴承温度为45℃，标准为：不超过80℃；振动值为：垂直0.01mm/s、轴向1.4mm/s、水平1.2 mm/s，标准为：2.8mm/s。按照这种方法又装配两台YLKS2000-14/1730立式电机，均一次交试合格。将其中的一台作为样机，与主机水泵进行了对组试验，结果运转正常，各项数据均符合标准。
【参考文献】
[1]孟大伟主编.电机制造工艺学.北京：机械工业出版社，2011.3.
[2]曹甜东主编.磨削工艺技术.沈阳：辽宁科学技术出版社，2009.4.
[3]赵家礼主编.电动机修理手册.北京：机械工业出版社，1999.4.