如何从电动机制作环节来降低机械噪音
电动机的机械噪声有很多原因。现在,我们将从电动机的设计和制造角度讨论如何抑制或改善电动机的机械噪声。
采用高质量的轴承,选择轴承型号和尺寸,设计合适的轴承零件,提高与轴承匹配的零件的制造精度,选择合理的匹配等级,清洁的安装环境,文明的安装过程等,对降低电动机的振动和降低振动具有显着的效果。噪声。当前,在分数马力或以下的大型电动机或微型电动机中,通常使用滑动轴承,尤其是微型电动机,其中大多数电动机要求低噪声,而使用高精度滚动轴承的成本太高。近年来,PM含油轴承的发展可以确保轴承噪音不超过40 dB,甚至不超过30 dB。
对于滚动轴承,可以采取以下措施来降低其噪音:
使用弹簧线圈(例如波纹弹簧)向轴承施加轴向预紧力可以减少由滚动元件无限制运动引起的振动。但是,波纹弹簧必须有足够的推力来跟踪轴向振动的激发,而不要太用力,它作用在轴承外圈上的力应相对均匀等,否则可能起到相反的作用。轴向预紧力的较佳值可以通过实验确定。实验数据表明,轴向预紧力为196-490n时,振动速度较低。
在支撑装置中添加弹性减震器。通常,这有助于减少频率高于几百赫兹的振动和噪声。
选择带有由合成塑料或固体机械保持架制成的保持架的轴承,这些轴承在高速运转时安静。
应使用带护罩或垫圈的轴承,以防止灰尘或异物进入轴承。
轴承外圈的固有频率应与支撑部件的固有频率不匹配。
选择适当的工作间隙。从噪声的角度来看,工作间隙比对轴承的波纹度和粗糙度,电机的加工精度,配合公差和安装过程的影响是次要的,但应具有相对较佳值范围。
在一定的操作环境中,合理的设计可以减少电刷的噪音。为了使噪音很小,伸出电刷盒的电刷的较佳长度(以碳刷的中心线计算)为2-4mm。电刷噪声随电刷压力的变化而变化,较佳压力为0.0392〜0.0490mpa。当电刷和电刷架之间的间隙为0.2mm时,噪音较小。
为了使大型或小型高速电动机的电刷换向器的噪音较小化,制造商必须进行一系列实验,以从噪声的角度选择满足噪声技术要求的合适的电刷材料和电刷装置参数。 。
对于大中型电动机,控制电刷换向器噪声的一种方法是在换向器端部安装一个密封盖。
为了减少转子不平衡引起的噪声,关键是要提高动平衡的精度,或将转子不平衡量限制在合理范围内。国际标准化组织(ISO)已发布了不同电动机转子的经济,合理的平衡质量等级,以及单位转子质量(kg)所允许的剩余不平衡量。一般而言,通过提高转子动平衡精度,可以将噪音降低3〜5dB。
该技术文件规定了每单位转子质量的容许残余不平衡值或容许总偏心率值。速度越高,要求越严格。但是,该规定仅适用于“刚性”转子,也就是说,其运行速度远低于其临界速度的转子。对于实际的“柔性”转子,即运行速度在其临界速度之间的转子,其允许的总偏心率应较小。
还要指出的是,对于完全平衡的电动机,如果与其他设备配套使用,则由于轴连接后轴承刚度,振动形式和其他原因的变化,例如,所连接的设备本身就是不平衡,找不到中心等,它仍可能产生未经授权的振动和噪音。因此,整个旋转系统应在实际操作中进行校准和平衡。
另外,应注意天平的稳定性,尤其是操作和加热后的稳定性。同时,不应忽略同轴电缆上安装的其他组件(例如风扇和钥匙)的动态平衡。对于两极涡轮发电机的转子,由于开槽和嵌入绕组,两个主轴的抗弯刚度不同。在这种情况下,即使转子是平衡的,也不能完全消除转子旋转频率为两倍的机械噪声。特别是,如果轴承支架或某些组件的固有频率等于或接近转子旋转频率的两倍,则该频率的噪声和振动可能会太高而无法允许。
4.空气动力噪声的控制
控制风扇噪音。由于空间限制,电动机中的风扇无法配备一些其他组件以提高其效率。效率远低于工业风扇,效率更高。原则上,为了减少电动机的通风噪音,可以通过减少风量,减小风阻,提高效率(从风扇类型等开始),并可能减小风扇的直径和速度来做出努力,例如:(1)风扇叶片采用不均匀的间距,可以减少均匀引起的常规压力干扰强度; (2)风扇叶片采用多孔材料; (3)采用专用风机转子联轴器。当变速电动机的风扇处于低速时,它将提供足够的冷却空气。当风扇处于高速状态时,冷却空气将过多,从而增加了空气动力噪声。通过转子联轴器,风扇速度可以保持恒定。
控制空气动力学噪声。在中型和大型电动机中,当冷却空气通过轴向对齐的定子和转子的风道时,会产生啸叫声。减少噪音的有效方法是将吸音材料放在定子的径向风道附近。
啸叫声也可能由其他原因引起,例如高速感应电动机的转子杆和定子绕组端部之间的间隙。通过使用封闭的通风橱或封闭的通风系统,可以将主要噪声降低到20dB或更高。但是,由于盖壁的反射,盖中的声压级将高于没有盖时在同一点的声压级。
控制进风口和出风口的噪音。 在许多情况下,由吸音材料制成的消音器对于减少进气口和出风口处的动态噪音非常有效。 中国的中型新系列电动机的单位质量功率已大大提高,因此必须增加冷却空气的流量。 加强通风将不可避免地导致电动机通风噪声的增加。 因此,在具有箱体结构的防滴中型高压电动机的上部增加了消声罩。
采用高质量的轴承,选择轴承型号和尺寸,设计合适的轴承零件,提高与轴承匹配的零件的制造精度,选择合理的匹配等级,清洁的安装环境,文明的安装过程等,对降低电动机的振动和降低振动具有显着的效果。噪声。当前,在分数马力或以下的大型电动机或微型电动机中,通常使用滑动轴承,尤其是微型电动机,其中大多数电动机要求低噪声,而使用高精度滚动轴承的成本太高。近年来,PM含油轴承的发展可以确保轴承噪音不超过40 dB,甚至不超过30 dB。
对于滚动轴承,可以采取以下措施来降低其噪音:
使用弹簧线圈(例如波纹弹簧)向轴承施加轴向预紧力可以减少由滚动元件无限制运动引起的振动。但是,波纹弹簧必须有足够的推力来跟踪轴向振动的激发,而不要太用力,它作用在轴承外圈上的力应相对均匀等,否则可能起到相反的作用。轴向预紧力的较佳值可以通过实验确定。实验数据表明,轴向预紧力为196-490n时,振动速度较低。
在支撑装置中添加弹性减震器。通常,这有助于减少频率高于几百赫兹的振动和噪声。
选择带有由合成塑料或固体机械保持架制成的保持架的轴承,这些轴承在高速运转时安静。
应使用带护罩或垫圈的轴承,以防止灰尘或异物进入轴承。
轴承外圈的固有频率应与支撑部件的固有频率不匹配。
选择适当的工作间隙。从噪声的角度来看,工作间隙比对轴承的波纹度和粗糙度,电机的加工精度,配合公差和安装过程的影响是次要的,但应具有相对较佳值范围。
在一定的操作环境中,合理的设计可以减少电刷的噪音。为了使噪音很小,伸出电刷盒的电刷的较佳长度(以碳刷的中心线计算)为2-4mm。电刷噪声随电刷压力的变化而变化,较佳压力为0.0392〜0.0490mpa。当电刷和电刷架之间的间隙为0.2mm时,噪音较小。
为了使大型或小型高速电动机的电刷换向器的噪音较小化,制造商必须进行一系列实验,以从噪声的角度选择满足噪声技术要求的合适的电刷材料和电刷装置参数。 。
对于大中型电动机,控制电刷换向器噪声的一种方法是在换向器端部安装一个密封盖。
为了减少转子不平衡引起的噪声,关键是要提高动平衡的精度,或将转子不平衡量限制在合理范围内。国际标准化组织(ISO)已发布了不同电动机转子的经济,合理的平衡质量等级,以及单位转子质量(kg)所允许的剩余不平衡量。一般而言,通过提高转子动平衡精度,可以将噪音降低3〜5dB。
该技术文件规定了每单位转子质量的容许残余不平衡值或容许总偏心率值。速度越高,要求越严格。但是,该规定仅适用于“刚性”转子,也就是说,其运行速度远低于其临界速度的转子。对于实际的“柔性”转子,即运行速度在其临界速度之间的转子,其允许的总偏心率应较小。
还要指出的是,对于完全平衡的电动机,如果与其他设备配套使用,则由于轴连接后轴承刚度,振动形式和其他原因的变化,例如,所连接的设备本身就是不平衡,找不到中心等,它仍可能产生未经授权的振动和噪音。因此,整个旋转系统应在实际操作中进行校准和平衡。
另外,应注意天平的稳定性,尤其是操作和加热后的稳定性。同时,不应忽略同轴电缆上安装的其他组件(例如风扇和钥匙)的动态平衡。对于两极涡轮发电机的转子,由于开槽和嵌入绕组,两个主轴的抗弯刚度不同。在这种情况下,即使转子是平衡的,也不能完全消除转子旋转频率为两倍的机械噪声。特别是,如果轴承支架或某些组件的固有频率等于或接近转子旋转频率的两倍,则该频率的噪声和振动可能会太高而无法允许。
4.空气动力噪声的控制
控制风扇噪音。由于空间限制,电动机中的风扇无法配备一些其他组件以提高其效率。效率远低于工业风扇,效率更高。原则上,为了减少电动机的通风噪音,可以通过减少风量,减小风阻,提高效率(从风扇类型等开始),并可能减小风扇的直径和速度来做出努力,例如:(1)风扇叶片采用不均匀的间距,可以减少均匀引起的常规压力干扰强度; (2)风扇叶片采用多孔材料; (3)采用专用风机转子联轴器。当变速电动机的风扇处于低速时,它将提供足够的冷却空气。当风扇处于高速状态时,冷却空气将过多,从而增加了空气动力噪声。通过转子联轴器,风扇速度可以保持恒定。
控制空气动力学噪声。在中型和大型电动机中,当冷却空气通过轴向对齐的定子和转子的风道时,会产生啸叫声。减少噪音的有效方法是将吸音材料放在定子的径向风道附近。
啸叫声也可能由其他原因引起,例如高速感应电动机的转子杆和定子绕组端部之间的间隙。通过使用封闭的通风橱或封闭的通风系统,可以将主要噪声降低到20dB或更高。但是,由于盖壁的反射,盖中的声压级将高于没有盖时在同一点的声压级。
控制进风口和出风口的噪音。 在许多情况下,由吸音材料制成的消音器对于减少进气口和出风口处的动态噪音非常有效。 中国的中型新系列电动机的单位质量功率已大大提高,因此必须增加冷却空气的流量。 加强通风将不可避免地导致电动机通风噪声的增加。 因此,在具有箱体结构的防滴中型高压电动机的上部增加了消声罩。