電機軸是從電機及其外殼中伸出的圓柱形部件,軸是電機中電樞部分的主要支撐和連接件,也是電機產(chǎn)生的動力的輸出件,軸的目的是將電機的電能轉(zhuǎn)換為動能,精密銷和電機軸用來提供電機的速度與轉(zhuǎn)矩,是電機中不可缺少的的重要零件之一。簡單軸通常用于電機應(yīng)用中,例如動力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng),小型家電電機,電動工具電機和專用組件。設(shè)計不合理的會導致軸半徑不足,安裝位置的變化所產(chǎn)生的應(yīng)力集中,可能會導致軸在很短的使用壽命后發(fā)生災難性的故障,因此軸需要滿足一定的技術(shù)要求。
強度和剛度
電機運行時, 軸所承受的機械力和力矩的形式隨電機的機種和傳動機構(gòu)的不同而異。作用力主要有: 轉(zhuǎn)子組件自身的重力, 轉(zhuǎn)子偏心引起的單向磁拉力,不平衡重量的離心力,軸伸端由傳動機械作用在軸上的負載扭力矩等。因此, 電機的軸首先要有足夠的強度, 以保證電機在工作狀態(tài)和加工中軸不產(chǎn)生殘余變形或損壞, 同時, 電機軸要有足夠的剛度, 以便軸在工作時, 軸的擾度在允許范圍之內(nèi), 還應(yīng)考慮軸的臨界轉(zhuǎn)速的高低, 應(yīng)使軸的工作轉(zhuǎn)速和臨界轉(zhuǎn)速之間有足夠的差值, 以防止產(chǎn)生共振, 特別是對轉(zhuǎn)速較高的電機, 必要時要進行臨界轉(zhuǎn)速的驗算。
表面硬度在制造過程中, 軸經(jīng)常要和裝配模具碰撞, 在沖芯、 啤定位圈等工序中, 有一定的裝配過盈量, 軸的硬度要高于定位圈、芯片材料一定的差值, 才可以保證在裝配中不產(chǎn)生軸表面擦傷, 繞傷等現(xiàn)象。另一方面, 如果要在軸上安裝軸承, 須控制軸的表面硬度不高于 HV450。對滾動軸承來說, 可適當?shù)姆潘蓪S的表面硬度的要求,一般不進行表面熱處理。
表面粗糙度是一個很重要的表面質(zhì)量控制參數(shù),如果是滑動軸承,過高的表面粗糙度會直接破壞接觸面油膜,從而大大增加軸承的磨損,但過低的表面粗糙度又會使軸與軸承之間形成分子之間的摩擦, 同樣有害。 因此, 我們常控制的范 圍在使用材料的不同及應(yīng)用條件的差異, 控制的范圍也相應(yīng)有所改變。 如果是滾動軸承, 當表面粗糙度達不到要求時, 軸的軸承段會使軸承內(nèi)圓的接觸面減小、配合變松, 引起軸承響、噪聲大。 軸伸段會直接影響與負載裝置的連接精度, 容易引起振動和噪聲, 鐵芯段會引起定、 轉(zhuǎn)子之間氣隙的變化和芯片排列的平整度, 影響電機的性能和芯片繞線的難度。
直線度(T.I.R.)
如果整體軸身的直線度達不到要求, 在軸芯段會造成不平衡,使電機振動,在軸承段會使軸與軸承的接觸面傾斜,造成速度低、電流高的次品電機,在軸伸段會使連接件振動和產(chǎn)生噪聲??傊?, 軸的直線度也是電機正常運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)條件,特殊環(huán)境中, 要求軸的材料有一定的抗腐蝕性。
結(jié)論
在軸的制造過程中,一定要控制軸的直線度到達一定的要求, 這個要求來自兩個方面:一是應(yīng)用器件傳動精度的要求; 一是電機的自身正常運轉(zhuǎn)的要求。應(yīng)用器件傳動精度的要求來源于用戶根據(jù)其應(yīng)用器件的精度,而電機自身正常運轉(zhuǎn)的要求是根據(jù)電機的軸與軸承的配合間隙、 電機的振動、 電機的噪聲、 電機的性能要求等綜合考慮得到的結(jié)果。