电动机轴向间隙的影响及解决办法

谢智强



电动机轴向间隙的影响及解决办法

谢智强

（贵阳万江航空机电有限公司，贵州 贵阳 550018）

电动机是一种将电能转换为机械能的电磁机械装置，用来驱动各种用途的机械和装置。对于早期的电动机，用户关注的重点是其功能、性能能否满足要求，对电动机的寿命、噪声等要求不高。随着机电行业的发展，用户在关注功能、性能的同时，对电动机的寿命、噪声、耐振动等方面要求越来越高。通过对影响电动机的寿命、噪声、耐振动等的关键因素进行识别，发现电动机的轴向间隙是电动机优化设计的关键环节。鉴于此，结合用户需求，在保证电动机功能和性能的前提下，研究了电动机轴向间隙对电动机性能的影响及其优化办法。

电动机；轴向间隙；机电行业；间隙调整

随着中国经济的发展，机电产品的用户越来越重视体验感，要求产品在轻量化、小型化的同时，使用寿命更长，噪声更小。电动机是一种旋转式电气装置，可以输出力矩和转速，是机电产品的驱动源。电动机的轴向间隙是电动机的一项重要指标，其会影响电机的振动、噪音、寿命等性能。因此，研究电动机轴向间隙对电动机性能的影响及其解决措施，对提高电动机性能具有重要的意义。

1 轴向间隙概述

电动机轴向间隙是指电动机定子与转子之间的配合间隙，如图1所示。电动机轴向间隙存在或产生的原因主要有以下几点：①零件累计误差。转子和定子由多个零部件组成，各个零件尺寸均有公差，装配后累计误差形成初始的轴向间隙。②抱轴。当轴向间隙较小或为0时，轴承游隙会因为挤压而减小，这会导致电动机工作时轴承转动不灵活，从而影响电动机性能。③材料热膨胀。轴承、定子、转子在电动机工作时受热膨胀，由于材料热膨胀系数有差异，当轴向间隙较小或为0时，轴承游隙会因为挤压而减小，这会导致电动机工作时轴承转动不灵活甚至堵转，从而影响电动机性能。因此，电动机要正常工作，必须有合适的轴向间隙。

图1 电动机轴向间隙示意图

2 轴向间隙对电动机工作性能的影响

根据电动机的运行原理，结合大量的工程实践经验，发现电动机轴向间隙的大小对电动机性能影响极大，具体影响主要有以下几点：①轴向间隙过大会导致电动机运行时轴向窜动大，这将使电机的振动、噪声变大，缩短电机使用寿命；②轴向间隙过小会导致电动机堵转。因此，为保证电动机正常工作，电动机轴向必须存在间隙，同时应结合电机具体参数将轴向间隙控制在一定的范围内。

3 控制轴向间隙的办法

通过多年的实践摸索，对不同电机轴向间隙的调整，总结出适用于不同电机轴向间隙调整的三种通用方法：①加调整垫片，如图2所示。最常用的方法是采用在轴承端面加调整垫片进行调整，保证轴向间隙在合理范围。②加弹性垫圈，如图3所示。在其中一端的轴承端部垫上弹性垫圈（例如波形垫圈、鞍形垫圈等），为轴承预紧。③控制单边轴承无窜动，如图4所示。通过过盈配合，将其中一端的轴承和转子固定无窜动，另一端则为自由端，保留适当的间隙。

图2 加调整垫片示意图

图3 加弹性垫圈示意图

图4 控制单边轴承无窜动示意图

三种方式的优缺点如表1所示。

4 结论

综上所述，电动机轴向间隙对电机性能影响较大，电动机轴向间隙过大会导致电动机运行时轴向窜动大，影响电机性能，而轴向间隙过小会导致电动机堵转，同样影响电机性能。通过多年的实践摸索，总结出的电机轴向间隙通用调整方法，并推荐其应用范围，可提高电机生产效率，在其他产品的间隙调整中也可推广应用。

表1 控制轴向间隙的方式的优缺点分析

序号调整方法优点缺点适用电机 1加调整垫片结构简单，间隙大小控制精确1.调节过程繁杂；2.初期需摸索间隙的合理范围均适用 2加弹性垫圈轴承有预紧力，耐振动性能好1.预紧力调节过程繁杂；2.轴承预紧力会对电动机效率有所影响，尤其是小功率电动机大功率电动机 3控制单边轴承无窜动1.装配简单，无调整环节；2.可保证电机性能正常的情况下转子无窜动，电动机运行更加稳定，从而提高了电机效率、降低了噪声、延长了电刷使用寿命等1.因轴承需与电机轴过盈，不适用于大功率电动机；2.结构较前两种复杂小功率电动机

［1］机械工程手册电机工程手册编辑委员会.机械工程手册机械零部件设计卷［M］.第2版.北京：机械工业出版社，1996.

［2］邱宣怀，郭可谦，吴宗泽，等.机械设计［M］.第4版.北京：高等教育出版社，1997.

［3］电机工程手册编辑委员会.电机工程手册［M］.北京：机械工业出版社，1982.

2095－6835（2019）03－0128－02

C829.2

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.03.128

〔编辑：王霞〕