中小型防爆电动机外风扇动平衡轴的改进及设计

摘要： 本文介绍了防爆电机外风扇动平衡轴的设计过程，并根据其在使用过程中出现的问题，通过改进动平衡轴结构、增加平衡键等优化设计措施，既满足工装实用性又有效提高了外风扇的平衡精度。

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.

关键词： 外风扇动平衡轴；改进；设计

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

中图分类号：TM921.41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）18-0157-02

0 引言

目前防爆电机外风扇使用静平衡技术已远远不能满足高端客户及军工、核电、船舶等领域市场发展需求，静平衡技术平衡精度低，生产效率低，且存在不可控的人为因素较大，平衡质量不稳定等问题，常常给电机正常运行造成不良影响，已成为影响公司产能提升的重要因素之一，针对此种现状，卧龙电器南阳防爆集团股份有限公司采用动平衡装置对外风扇进行动平衡工艺。

1 原工艺方案

外风扇的主要材质为铸铁、钢、铝，两端面及内孔为精加工面，内孔设计有键槽，在电机运行中是旋转件，动平衡工艺平衡转速1200r/min，使用设备为HV1-10平衡机。图1所示即为原动平衡轴平衡外风扇的示意图，平衡轴采用如图1所示结构，它有底座、锥柄、定位盘、螺杆及弹性套组成，工作原理是以底座下方凸台为基准，用螺钉及键紧固，将动平衡轴组装并安装到机床上，工件内孔套在弹性套外圆上，向下旋转螺杆同时弹性套涨紧工件内孔，使螺杆顶压工件定位牢固，经过使用，此工装基本能满足使用要求，但这种动平衡轴从结构分析上存在明显缺点：①动平衡轴径向跳动、轴向跳动及各零件制造误差使组装后径向间隙大。②缺少平衡键，给平衡带来误差。③弹性套材质用65Mn，制造成本较高。④平衡轴装卸比较麻烦，增加人工成本。

随着不同规格工件的外圆及内孔也有所不同，所以原有动平衡轴已经不适应生产需要，严重制约生产进度。为此，我们进行必要的改进，改进的要求：减小定位误差，精简结构，降低成本。经过验证后效果理想，目前已在中小型外风扇动平衡中进行了推广。下面就外风扇动平衡轴的设计要点以及改进措施进行简要介绍。

2 改进要点

根据以上动平衡轴产生弊端可知，要提高平衡精度，必须对平衡轴进行更改，按照这个思路，现将平衡轴结构进行重新设计，如图2所示，平衡轴有底座、键、压板、带肩螺母组成，结构简洁，方面可靠。定位台与外风扇内孔定位，它不仅定位了工件的基准，并且增加平衡键，模拟电机中转子上风扇的运行状态，平衡等级达到G1。

①动平衡与工件操作方法与工作原理（见图3），将键首先固定到定位台，用4个内六角圆头螺栓将底座固定在机床工作台面上，将工件放到定位台上，用压板压在上端端面上，通过带肩螺母螺旋运动，将工件压紧。

②动平衡轴设计要点。底座基准面外圆与定位台同轴度0.02mm以内、与设备安装面垂直度0.01mm以内，从而降低了平衡轴制造c定位误差，夹紧机构保证工件在夹紧过程中不产生松动或振动，同时，工件不产生过大的夹紧变形和表面损伤，操作方便、安全、省力。并且这种设计思路已经推广到中型电机外风扇动平衡轴设计中。

3 结语

该动平衡轴结构克服了以前的四个缺点，工件平衡精度明显提高。同时动平衡轴加工简单，工人操作方面，使用寿命长，提高了效率，深受车间工人的欢迎。

参考文献：

[1]陈立德.工装设计[M].上海交通大学出版社，1999.

[2]李益民.机械制造工艺设计简明手册[M].机械工业出版社，2011.

[3]柳青松.机床夹具设计与应用[M].化学工业出版社，2011.

[4]卢秉恒.机械制造技术基础[M].机械工业出版社，2010.