一种磁悬浮电机轴向间隙调整方法
阅读说明：本技术 一种磁悬浮电机轴向间隙调整方法 (Axial gap adjusting method for magnetic suspension motor ) 是由 袁军 钟仁志 徐功义 项懂欣 于 2021-08-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及磁悬浮电机领域,尤其涉及一种磁悬浮电机轴向间隙调整方法。该方法包括：调整推力盘间隙、调整下侧保护轴承间隙和调整上侧保护轴承间隙；该方法在磁悬浮电机组装完成以后对推力盘间隙和保护轴承间隙进行打表测量,并且以电机相应部分组装完成后的测量结果作为调整依据；通过轴向隔圈的轴向厚度保证推力盘间隙,通过在组装完成的电机不同部位改变调整垫片的厚度保证保护轴承间隙；从而降低了测量调整的操作难度,提高磁悬浮电机轴向间隙调整精度。(The invention relates to the field of magnetic suspension motors, in particular to an axial gap adjusting method of a magnetic suspension motor. The method comprises the following steps: adjusting the gap of a thrust disc, the gap of a lower protective bearing and the gap of an upper protective bearing; the method comprises the steps of performing a meter-making measurement on a thrust disc gap and a protective bearing gap after the magnetic suspension motor is assembled, and taking a measurement result after the corresponding part of the motor is assembled as an adjustment basis; the axial thickness of the axial space ring is used for ensuring the gap of the thrust disc, and the thickness of the adjusting gasket is changed at different parts of the assembled motor to ensure the gap of the protective bearing; therefore, the operation difficulty of measurement and adjustment is reduced, and the adjustment precision of the axial clearance of the magnetic suspension motor is improved.)
技术领域
本发明涉及磁悬浮电机领域，尤其涉及一种磁悬浮电机轴向间隙调整方法。
背景技术
磁浮轴承转子系统中，除了有径向磁轴承和轴向磁轴承外，还设有保护轴承，保护轴承的有两个作用，其一，保护径向磁轴承，承受转子跌落时转子冲击，防止转子与径向磁轴承发生碰撞；其二，承受轴系部分轴向推力，当转子失去轴向磁轴承支撑，电机轴在轴向也会发生串动，保护轴承能承受一定的轴向推力，防止推力盘与轴向磁轴承发生碰撞，同时也保护传感器。保护轴承的主要作用是起保护作用，故保护轴承与轴的径向间隙和轴向间隙均小于磁浮轴承与轴的径向间隙。保护轴承与轴的径向间隙通过零件尺寸设计即可满足使用要求，但保护轴承与电机轴的轴向间隙，需要在装配过程中调整来达到要求，因此在装配过程中，如何保证推力盘与轴向磁轴承左、右间隙相等的同时，保护轴承与电机轴相应部位的左、右推力间隙也相等是目前亟待解决的问题。
中国发明专利申请（公开号CN112372261A，公开日：20210219）公开了一种调节磁浮轴承、辅助轴承与转子装配间隙的方法，包括以下步骤：S1准备以下零部件：磁浮轴承、转子、推力盘、传感器测量体、位移传感器、辅助轴承、保护套、弹簧叠片、轴承座和左侧调整块、右侧调整块；磁浮轴承内设有左侧线圈和右侧线圈；S2磁浮轴承与转子间隙调节，使推力盘与磁浮轴承左侧线圈、右侧线圈的间隙C、D相等；S3辅助轴承与转子间隙调节，使辅助轴承右侧面的轴向间隙值E与辅助轴承左侧面的轴向间隙值F相等，且E、F的值小于C、D的值，通过该调节方法，使磁浮轴承和辅助轴承在转子系统中处于合适的位置，不仅可以更有效的保护磁浮轴承，也更利于磁浮轴承控制器设计，实现辅助轴承对磁浮轴承的保护。
现有技术存在以下不足：调整推力盘间隙时需要使用传感器测量在电机轴上的测量体，而后依据测量结果调整推力盘间隙；调整保护轴承间隙时需要测量保护轴承压紧块端面与保护轴承端面的距离，而后依据测量结果调整保护轴承间隙；而此种方式中，都是在磁悬浮电机的相应部分未组装完成时在磁悬浮电机内部进行测量调整，增加了测量调整的操作难度；并且，当磁悬浮电机相应部位组装完成后会产生一定的组装误差，进而对组装之前调整好的间隙产生影响，从而降低了磁悬浮电机轴向间隙调整的精度。
发明内容
本发明的目的是：针对上述问题，提出在磁悬浮电机组装完成以后对推力盘间隙和保护轴承间隙进行打表测量，并且以电机相应部分组装完成后的测量结果作为调整依据；通过轴向隔圈的轴向厚度保证推力盘间隙，通过在组装完成的电机不同部位改变调整垫片的厚度保证保护轴承间隙；从而降低了测量调整的操作难度，提高磁悬浮电机轴向间隙调整精度的一种磁悬浮电机轴向间隙调整方法。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种磁悬浮电机轴向间隙调整方法，该方法采用的磁悬浮电机包括电机外壳、电机轴、推力盘、轴向隔圈、轴向磁轴承、保护轴承盒、保护轴承和锁紧螺母；推力盘固定设置在电机轴上，轴向隔圈的轴向两侧面分别与两个轴向磁轴承的内侧面相贴合；保护轴承设置在保护轴承盒内，并且保护轴承盒与电机外壳之间设置有调整垫片；锁紧螺母锁紧在电机轴最外端，并且锁紧螺母与电机轴锁紧面之间设置有调整垫片；该方法包括以下的步骤：
（S1）调整推力盘间隙：记推力盘的轴向厚度为H1，设定的推力盘间隙为H2；加工轴向隔圈的轴向厚度至H3，并且H3=H1+H2；将组装后的整个磁悬浮电机竖直摆放，此时推力盘下表面与下方的轴向磁轴承上表面相贴合；而后将整个电机轴向上拉，直至电机轴被上方的轴向磁轴承限位不能向上拉动；打表测量电机轴在拉动前后的轴向跳动，即为设定的推力盘间隙，记为A1，此时A1=H2；
（S2）调整下侧保护轴承间隙：记设定的保护轴承间隙为H4；将保护轴承盒安装至电机外壳上并且用螺丝锁紧；再次向上拉动电机轴，直至电机轴的轴肩被保护轴承下端面限位不能拉动，打表测量电机轴在拉动前后的轴向跳动，记为A2；调整保护轴承盒与电机外壳之间的调整垫片的厚度，直至A2=0.5H2+0.5H4；
（S3）调整上侧保护轴承间隙：将锁紧螺母锁紧至电机轴最外端，此时锁紧螺母的下端面与保护轴承上端面相贴合，并且推力盘下表面不与下方的轴向磁轴承上表面相贴合；再次向上拉动电机轴，直至电机轴的轴肩被保护轴承下端面限位不能拉动，打表测量电机轴在拉动前后的轴向跳动，记为A3；调整锁紧螺母与电机轴锁紧面之间调整垫片的厚度，直至A3=H4，从而完成磁悬浮电机轴向间隙调整过程。
作为优选，电机轴上方端面设置有螺纹孔；将电机轴向上拉动时，先在电机轴上方端面的螺纹孔旋合固定设置吊环，而通过吊动吊环将电机轴向上拉动。
作为优选，电机轴上方端面的螺纹孔的中心轴线与电机轴的中心轴线相重合。
作为优选，保护轴承盒与电机外壳之间设置有预留间隙，即零件尺寸都无偏差时，保护轴承盒与电机外壳之间仍需垫调整垫片将预留间隙填充。
作为优选，锁紧螺母与电机轴锁紧面之间设置有预留间隙，即零件尺寸都无偏差时，锁紧螺母与电机轴锁紧面之间仍需垫调整垫片将预留间隙填充。
作为优选，设定的推力盘间隙H2为设定的保护轴承间隙为H4的2倍，即H2=2H4。
作为优选，保护轴承盒包括轴承盒本体、轴承盒内孔和轴承盒压板；多个保护轴承都位于轴承盒内孔内，轴承盒内孔设置有内孔台阶，最内侧保护轴承的内侧端面与内孔台阶侧面相贴合；轴承盒压板固定在轴承盒本体上，并且轴承盒压板内侧面与最外侧保护轴承的外侧端面相贴合。
作为优选，轴承盒内孔与保护轴承外圈为间隙配合。
作为优选，轴承盒内孔的深度小于多个保护轴承在轴向的厚度之和。
作为优选，轴承盒本体材质为不锈钢。
本发明采用上述技术方案的一种磁悬浮电机轴向间隙调整方法的优点是：
在调整推力盘间隙时，通过H3=H1+H2，即通过加工轴向隔圈的轴向厚度至H3来保证推力盘间隙，并且在推力盘、轴向隔圈和轴向磁轴承组装完成后对推力盘间隙进行测量；不需要在推力盘、轴向隔圈和轴向磁轴承未组装完成时将电机拆开进行测量，并且以此部分组装完成后的测量结果作为最终依据进而调整轴向隔圈的厚度直至其达到要求。同时，在调整保护轴承间隙时，先将保护轴承盒、保护轴承和锁紧螺母部分组装好，而后对电机轴的轴向跳动进行测量；通过分别调整保护轴承盒与电机外壳之间的调整垫片厚度保证下侧保护轴承间隙，通过调整锁紧螺母与电机轴锁紧面之间的调整垫片厚度保证上侧保护轴承间隙；即不需要在保护轴承盒、保护轴承和锁紧螺母未组装完成时将电机拆开进行测量，并且以此部分组装完成后的测量结果作为最终依据。从而降低了测量调整的操作难度，提高了磁悬浮电机轴向间隙调整精度。
附图说明
图1为本方法的流程图。
图2为磁悬浮电机轴向间隙调整的结构示意图。
图3为调整推力盘间隙的结构示意图。
图4为调整保护轴承间隙的结构示意图。
图5为保护轴承盒的结构示意图。
9-吊环、C-保护轴承盒与电机外壳之间调整垫片的厚度、D-锁紧螺母与电机轴锁紧面之间调整垫片的厚度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
实施例1
如图1-4所示的一种磁悬浮电机轴向间隙调整方法，该方法采用的磁悬浮电机包括电机外壳1、电机轴2、推力盘3、轴向隔圈4、轴向磁轴承5、保护轴承盒6、保护轴承7和锁紧螺母8；推力盘3固定设置在电机轴2上，轴向隔圈4的轴向两侧面分别与两个轴向磁轴承5的内侧面相贴合；保护轴承7设置在保护轴承盒6内，并且保护轴承盒6与电机外壳1之间设置有调整垫片；锁紧螺母8锁紧在电机轴2最外端，并且锁紧螺母8与电机轴2锁紧面之间设置有调整垫片；该方法包括以下的步骤：
（S1）调整推力盘间隙：记推力盘的轴向厚度为H1，设定的推力盘间隙为H2；加工轴向隔圈4的轴向厚度至H3，并且H3=H1+H2；将组装后的整个磁悬浮电机竖直摆放，此时推力盘3下表面与下方的轴向磁轴承5上表面相贴合；而后将整个电机轴2向上拉，直至电机轴2被上方的轴向磁轴承5限位不能向上拉动；打表测量电机轴2在拉动前后的轴向跳动，即为设定的推力盘间隙，记为A1，此时A1=H2；
（S2）调整下侧保护轴承间隙：记设定的保护轴承间隙为H4；将保护轴承盒6安装至电机外壳1上并且用螺丝锁紧；再次向上拉动电机轴2，直至电机轴2的轴肩被保护轴承7下端面限位不能拉动，打表测量电机轴2在拉动前后的轴向跳动，记为A2；调整保护轴承盒6与电机外壳1之间的调整垫片的厚度，直至A2=0.5H2+0.5H4；
（S3）调整上侧保护轴承间隙：将锁紧螺母8锁紧至电机轴2最外端，此时锁紧螺母8的下端面与保护轴承7上端面相贴合，并且推力盘3下表面不与下方的轴向磁轴承5上表面相贴合；再次向上拉动电机轴2，直至电机轴2的轴肩被保护轴承7下端面限位不能拉动，打表测量电机轴2在拉动前后的轴向跳动，记为A3；调整锁紧螺母8与电机轴2锁紧面之间调整垫片的厚度，直至A3=H4，从而完成磁悬浮电机轴向间隙调整过程。
此种方式中，在调整推力盘间隙时，通过H3=H1+H2，即通过加工轴向隔圈4的轴向厚度至H3来保证推力盘间隙，并且在推力盘3、轴向隔圈4和轴向磁轴承5组装完成后对推力盘间隙进行测量；不需要在推力盘3、轴向隔圈4和轴向磁轴承5未组装完成时将电机拆开进行测量，并且以此部分组装完成后的测量结果作为最终依据进而调整轴向隔圈4的厚度直至其达到要求。同时，在调整保护轴承间隙时，先将保护轴承盒6、保护轴承7和锁紧螺母8部分组装好，而后对电机轴2的轴向跳动进行测量；通过分别调整保护轴承盒6与电机外壳1之间的调整垫片厚度保证下侧保护轴承间隙，通过调整锁紧螺母8与电机轴2锁紧面之间的调整垫片厚度保证上侧保护轴承间隙；即不需要在保护轴承盒6、保护轴承7和锁紧螺母8未组装完成时将电机拆开进行测量，并且以此部分组装完成后的测量结果作为最终依据。从而降低了测量调整的操作难度，提高了磁悬浮电机轴向间隙调整精度。
电机轴2上方端面设置有螺纹孔；将电机轴2向上拉动时，先在电机轴2上方端面的螺纹孔旋合固定设置吊环，而通过吊动吊环将电机轴2向上拉动。
电机轴2上方端面的螺纹孔的中心轴线与电机轴2的中心轴线相重合以防止向上拉动电机轴2时电机轴2容易发生倾斜。
保护轴承盒6与电机外壳1之间设置有预留间隙，即零件尺寸都无偏差时，保护轴承盒6与电机外壳1之间仍需垫调整垫片将预留间隙填充。锁紧螺母8与电机轴2锁紧面之间设置有预留间隙，即零件尺寸都无偏差时，锁紧螺母8与电机轴2锁紧面之间仍需垫调整垫片将预留间隙填充。此做法是为了防止零件尺寸误差累计，去掉所有调整垫片时保护轴承间隙仍过大，从而导致零件返修的情况。
设定的推力盘间隙H2为设定的保护轴承间隙为H4的2倍，即H2=2H4。
如图5所示，保护轴承盒6包括轴承盒本体61、轴承盒内孔62和轴承盒压板63；多个保护轴承7都位于轴承盒内孔62内，轴承盒内孔62设置有内孔台阶，最内侧保护轴承7的内侧端面与内孔台阶侧面相贴合；轴承盒压板63固定在轴承盒本体61上，并且轴承盒压板63内侧面与最外侧保护轴承7的外侧端面相贴合。由于保护轴承7属于精密零件，直接调整间隙时会频繁拆装，很可能会导致轴承失效，且拆装困难；将保护轴承7放进保护轴承盒6中，通过轴承盒压板63锁紧，调整间隙时拆卸保护轴承盒6即可，操作更加简单。
轴承盒内孔62与保护轴承7外圈为间隙配合以便能更加快速的将保护轴承7放入轴承盒内孔62。
轴承盒内孔62的深度小于多个保护轴承7在轴向的厚度之和以保证轴承盒压板63下表面能够与最外侧保护轴承7外端面相贴合进而将保护轴承7压紧。轴承盒本体61材质为不锈钢。
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