调整轴承配合公差 提高电机装配质量

　　摘　要：电机轴承的装配精度是影响电机装配质量的主要因素之一。通过评价轴承室和轴承档的原设计思想和分析实际加工情况，提出以修改端盖轴承室及转轴轴承档的尺寸公差来取得理想的径向游隙的设计思想。实践证明，该方法能提高轴承的装配精度，达到改善电机噪声的目的。
　　关键词：公差；偏差；过盈配合；间隙配合
　　随着市场经济的推进和发展，电机产品的市场竞争愈加激烈，竞争的焦点是产品的质量。从我国目前的情况来看，设计质量是保证产品质量的前提，因而设计质量已成为企业在竞争中立于不败之地的保障。量大面广的电工“基础件”Y系列（IP44）三相异步电动机的产品质量在很大程度上反映了电机设计的质量水平。本文试图从一个侧面，谈谈该产品的设计质量问题，探讨其解决方法。
　　1　存在问题
　　在1996年Y系列（IP44）三相异步电动机全国统检中，受检企业247家，送检样机714台，仅噪音不合格的就有15家企业28台样机，振动不合格的有54家企业97台样机，分别占受检企业的6.3％和22.7％。
　　造成电机噪音与振动过大的原因是多种多样的。如轴承的使用未经过筛选，生产工艺未能保证定、转子之间较高的同心度，电动机的轴向尺寸控制不好，转子校平衡工序中没严格把关等，其中，电动机端盖轴承室及转轴轴承档尺寸的加工是一项基础性的工序，它对电动机的装配精度尤为重要，加工尺寸不合理，将很难提高轴承的装配精度，进而造成电机的噪音异常和振动偏大。
　　2　原设计思想的评价和实际加工情况
　　2.1 设计思想评价
　　根据技术手册^[1]及上海电器科学研究所电机分所提供的全国统一设计图纸，中小型异步电动机端盖轴承室及转轴轴承档的尺寸公差的推荐值如表1、表2所示。 　　原标准的设计思想是期望加工尺寸服从正态分布，令90％左右的工件加工后尺寸落在公差带范围内的中间部分，如表3、表4所示。 　　表3中，50mm＜d≤80mm的轴承室与轴承外圈配合，合格产品的间隙量落在0～0.035mm之间，按正态分布原理，约有90％的产品间隙量落在0.008～0.025mm之间，这是轴承室与轴承外圈配合较理想的间隙。
　　表4中，30mm＜d≤50mm的轴承档与轴承内圈配合，合格产品的过盈量落在0.002～0.030mm之间，按正态分布原理，则有90％的产品过盈量落在0.009～0.023mm之间，这是轴承档与轴承内圈配合的Z佳过盈量。这样设计应该说是合理的。
　　2.2 加工情况分析
　　加工者由于心理上的因素，如不愿过细地调整加工中心值或担心造成不合格品又无法返工（成废品），宁可将轴承室孔径加工为接近下偏差，而轴承档直径加工为接近上偏差，即加工后轴承室偏差总在0～＋0.005mm之间，造成轴承室与轴承外圈间隙过小，装配过紧，如表5。 　　由表3和表5可见，50mm＜d≤80mm的产品，实际间隙量（0～0.018mm）小于理想间隙量（0.008～0.025mm），必然造成装配过紧。加工后轴承档的实际过盈量也会造成与轴承内圈装配过紧，如表6。 　　表6中，30mm＜d≤50mm的产品，实际过盈量大于表4中的Z佳过盈量。轴承径向游隙吃紧，会在高速运转过程中导致轴承过热，并产生噪音和振动，严重影响电动机的质量。
　　3　尺寸偏差的调整
　　将轴承室的公差带上移，而公差值不变。同时，收紧轴承档的公差带（轴承档的下偏差不能低于＋0.002mm，否则轴承太松易脱落）。按照我国目前的制造水平，这一设想是可以实现的。对于轴承室，加工时采用的公差标准：在30mm＜d≤160mm范围时，其上偏差为＋0.030mm，下偏差为＋0.010mm。轴承档的加工采用表7的公差标准。 　　根据调整后的公差进行加工，轴承室尺寸偏差绝大多数落在＋0.010～＋0.015mm之间，这样，轴承室与轴承外圈的配合就可以达到理想的间隙，如表8。
　　比较表8和表3，各级公称尺寸相应的产品所获得的间隙量都与理想间隙量相吻合。 　　表9为根据调整后的公差进行加工的轴承档的偏差及其与轴承内圈配合的过盈量。与表4比较，所有产品的实际过盈量都十分接近Z佳过盈量。 　　经过公差调整，既兼顾了加工者的加工心理和习惯，又符合了原设计者的设计期望，即电机的轴承装配可获得Z佳的间隙量或过盈量。轴承档公差带收紧后，其加工精度也相应提高，可以通过改进转轴的加工工艺来保证其精度要求。
　　4　结束语
　　对轴承室及轴承档的公差进行修改，上海电器研究所已开始了研究试验，广州某大型电机专业厂也作了较长时间的生产验证。结果表明，电机的噪音和振动问题得到了较好的改善，其它质量指标亦相应有了较大幅度的提高，保证了市场竞争力。
　　参考文献
　　[1]季杏法,秦和,李国衡,等.小型三相异步电动机技术手册[M].北京:机械工业出版社,1987
　　[2]《电机工程手册》编辑委员会.电机工程手册第4卷[M].北京:机械工业出版社,1982
　　[3]王栋梁.公差与技术测量[M].沈阳:辽宁出版社,1990
　　[4]史乃,沈文豹.李发海,等.电机学[M].北京:科学出版社,1991