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摘 要:介绍了充油井泵电机的结构,对于其在生产过程中发现的轴承异响问题,结合实际拆卸测绘相关零部件的情况,分析了其中存在的5个原因,并提出了应对措施。
关键词:充油井泵电机、轴承异响、原因、解决措施
我厂生产的QGY型井用电泵,其电机为井用充油式潜水异步电动机,与多级叶轮结构的泵头部分连接成整泵后一起潜入水中运行。电动机结构如下图所示:
电机在轴伸端装配有机械密封,来实现密封保护。在底端装配有调压油囊,来实现底部的密封,电机腔充满10#食品级机械白油。调压油囊作为一个橡胶件,会随着两端内外压力的大小进行变形调整,来实现内外压力的平衡。转子上端装配深沟球轴承6203、下端装配角接触球轴承7203B,分别装在上、下轴承座位。上轴承座为HT200铸铁加工件,表面电泳黑色,泳层厚度0.02mm。下轴承座为YL102压铸铝加工件。电动机外壳为1mm厚的304不锈钢焊接管, 上端圆周冲4孔,用于装配定位套固定上轴承座。下端滚压两道凹槽,第一道用于下轴承座轴向定位,第二道用于调压油囊的轴向定位。
同时由于下轴承为角接触球轴承,转子要保证轴向不窜动,在上端的深沟球轴承与上轴承座之间装配了波形弹簧垫圈进行预紧调节。
1.生产过程中异响问题的发现:
该型号电机在流水线上进行小批量生产过程中,按:下轴承座压入机壳 → 线圈压入机壳 → 安装调压油囊 → 安装转子(带轴承) → 安装机械密封 → 安装油室 装配好电机,在加注10#机械油前,要进行空载运行测试,测试过程中发现200台电机里,有87台存在不同程度的轴承异响。占比有43.5%。
2.排查原因的确认
对于存在轴承异响的电机进行拆卸检查,同时与不存在异响的电机进行对比。初步找出以下5个原因:①机壳内径尺寸存在椭圆,下轴承座与机壳内径过盈配合,铸铝材质的轴承座在压装过程中,径向受力不均,造成了轴承孔的变形;②下轴承孔加工尺寸公差按与轴承过渡配合取值,造成轴承外圆与轴承孔配合过紧,径向游隙无法消除,轴承滚珠运行的轨道
变形;③下轴承座在机壳上滚压凹槽的定位接触面为圆弧面,机壳内壁按相同尺寸圆弧面滚压尺寸,实际加工机壳上的圆弧面尺寸较难保证,压装到位后两个圆弧面不贴合,造成轴承孔与机壳不同心,形位无法保证;④上轴承座电泳后轴承孔的尺寸不稳定,部分轴承孔呈椭圆,最小尺寸小于下差,与轴承配合过紧,造成波形弹垫调节作用失效⑤机壳上滚凹槽尺寸难控制,存在一部分的下轴承座位置偏下,裝配波形弹垫的空间超出允许范围,波形弹垫没有压缩量,失去给予角接触球轴承的预紧作用。
3.解决措施的制定:
针对上述5点原因,依次制定改进措施:①下轴承座外圆加工公差带下移,与机壳改为过渡配合,避免下轴承座在压装过程中径向受力过大造成的轴承孔变形;②下轴承孔加工尺寸公差带上移,与轴承间隙配合,轴承外圆与轴承孔松配,保证下轴承的径向游隙;③下轴承座在机壳上滚压凹槽的定位接触面加工为圆锥面,机壳内壁按相同角度的圆锥面滚压,尺寸容易保证,压装到位后两个面能有效贴合,避免了轴承孔与机壳不同心的问题;④上轴承座的轴承孔尺寸在电泳后加工,以保证尺寸。⑤在装配转子之前,增加一道检验工序,检出下轴承座压装位置偏下的尺寸,在轴承孔内装配对应厚度的调整垫圈将转子位置上调,保证波形弹垫的装配空间。
4.效果的确认
进行上述更改后,小批电机的维修及后续的批量生产,电机轴承孔异响的情况消除。
关键词:充油井泵电机、轴承异响、原因、解决措施
我厂生产的QGY型井用电泵,其电机为井用充油式潜水异步电动机,与多级叶轮结构的泵头部分连接成整泵后一起潜入水中运行。电动机结构如下图所示:
电机在轴伸端装配有机械密封,来实现密封保护。在底端装配有调压油囊,来实现底部的密封,电机腔充满10#食品级机械白油。调压油囊作为一个橡胶件,会随着两端内外压力的大小进行变形调整,来实现内外压力的平衡。转子上端装配深沟球轴承6203、下端装配角接触球轴承7203B,分别装在上、下轴承座位。上轴承座为HT200铸铁加工件,表面电泳黑色,泳层厚度0.02mm。下轴承座为YL102压铸铝加工件。电动机外壳为1mm厚的304不锈钢焊接管, 上端圆周冲4孔,用于装配定位套固定上轴承座。下端滚压两道凹槽,第一道用于下轴承座轴向定位,第二道用于调压油囊的轴向定位。
同时由于下轴承为角接触球轴承,转子要保证轴向不窜动,在上端的深沟球轴承与上轴承座之间装配了波形弹簧垫圈进行预紧调节。
1.生产过程中异响问题的发现:
该型号电机在流水线上进行小批量生产过程中,按:下轴承座压入机壳 → 线圈压入机壳 → 安装调压油囊 → 安装转子(带轴承) → 安装机械密封 → 安装油室 装配好电机,在加注10#机械油前,要进行空载运行测试,测试过程中发现200台电机里,有87台存在不同程度的轴承异响。占比有43.5%。
2.排查原因的确认
对于存在轴承异响的电机进行拆卸检查,同时与不存在异响的电机进行对比。初步找出以下5个原因:①机壳内径尺寸存在椭圆,下轴承座与机壳内径过盈配合,铸铝材质的轴承座在压装过程中,径向受力不均,造成了轴承孔的变形;②下轴承孔加工尺寸公差按与轴承过渡配合取值,造成轴承外圆与轴承孔配合过紧,径向游隙无法消除,轴承滚珠运行的轨道
变形;③下轴承座在机壳上滚压凹槽的定位接触面为圆弧面,机壳内壁按相同尺寸圆弧面滚压尺寸,实际加工机壳上的圆弧面尺寸较难保证,压装到位后两个圆弧面不贴合,造成轴承孔与机壳不同心,形位无法保证;④上轴承座电泳后轴承孔的尺寸不稳定,部分轴承孔呈椭圆,最小尺寸小于下差,与轴承配合过紧,造成波形弹垫调节作用失效⑤机壳上滚凹槽尺寸难控制,存在一部分的下轴承座位置偏下,裝配波形弹垫的空间超出允许范围,波形弹垫没有压缩量,失去给予角接触球轴承的预紧作用。
3.解决措施的制定:
针对上述5点原因,依次制定改进措施:①下轴承座外圆加工公差带下移,与机壳改为过渡配合,避免下轴承座在压装过程中径向受力过大造成的轴承孔变形;②下轴承孔加工尺寸公差带上移,与轴承间隙配合,轴承外圆与轴承孔松配,保证下轴承的径向游隙;③下轴承座在机壳上滚压凹槽的定位接触面加工为圆锥面,机壳内壁按相同角度的圆锥面滚压,尺寸容易保证,压装到位后两个面能有效贴合,避免了轴承孔与机壳不同心的问题;④上轴承座的轴承孔尺寸在电泳后加工,以保证尺寸。⑤在装配转子之前,增加一道检验工序,检出下轴承座压装位置偏下的尺寸,在轴承孔内装配对应厚度的调整垫圈将转子位置上调,保证波形弹垫的装配空间。
4.效果的确认
进行上述更改后,小批电机的维修及后续的批量生产,电机轴承孔异响的情况消除。