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        淺析RO泵的電機軸承配合設計

        [日期:2021/9/5 21:03:44] [閱讀:330] [關閉] [返回]


        寧波強生電機有限公司  黃旭昂、王順斌、盧連苗 撰稿

          RO泵的原理是:通過結構設計,將兩個殼體及一個膜片結合形成一個進水腔一個出水腔和數個壓縮腔。制有一個外圓軸心與內圓軸心有一定夾角的偏心輪。利用該偏心輪將電機的轉動轉換成數個擺輪的軸向往復運動;钊糜趬嚎s腔中并與擺輪連接,再用數個單向閥分別置于進水腔與壓縮腔之間和壓縮腔與出水腔之間。從而將液體或氣體形成單流動。

          由于RO泵在通常工作中都在有一定的出水壓力情況下運行,故使得電機出軸存在有軸向和徑向兩個方向的分力的作用。這樣電機出軸端軸承在RO泵運行時會出現軸向竄動和徑向竄動的可能。而傳統RO泵的軸承固定方式僅僅只考慮軸承的徑向固定和軸向單邊擋位,這種方式使得軸承軸向緊固靠徑向過盈配合產生的摩擦力得以實現。這種裝配形式通常有兩種:第一種是利用大過盈量(超過軸承承受的過盈量)裝配軸承,使其徑向配合摩擦力來保證軸向緊固于軸承室中,但這種方法的弊端明顯,其原因在于:軸承屬于高精密產品,其本身裝配后的品質好壞對裝配公差有較高的要求,對于本RO泵產品中的電機出軸端軸承(大多采用6203規格軸承)的配合公差過盈量要求在0.01~0.02mm之間,過大過盈量會使軸承外圓變形,導致軸承游隙減少,從而降低軸承轉動的靈活度,增加了軸承的轉動摩擦力矩,使電機本身的無用功耗增大,更重要的是影響軸承本身的使用壽命。針對這種軸承緊固方式,筆者經過多次反復的實際裝機測試,結果證明,0.02mm的過盈量不能保證軸承在軸承室中的可靠性,其使用一段時間會出現軸承沿軸向竄動,進一步使其徑向過盈量減少,最終導致軸承在軸承室中跑外圈和上下竄動,導致整機噪音巨增。而軸承裝配在超過0.02mm過盈量情況下,在運行中軸承受損明顯,短時間就會出現軸承的滾珠和滾道損傷,而且軸承內的潤滑油脂損耗過快,時間稍長就會出現軸承油脂燒干而導致滾珠干磨現象,甚至出現軸承卡死無法工作現象。第二種方案是采用0.01~0.02mm的過盈量裝配,在軸承外圈與軸承室之間添加適量軸承緊固膠,靠軸承緊固膠的粘性來保證軸承軸向的摩擦力以防止軸承軸向竄動。但是由于RO泵在運行中,其軸承溫升較高,能達130K以上,而泵工作狀態是屬于開停往復,這樣就會導致軸承緊固膠也處于一種溫度時高時低的一種狀態,由于高溫作用加上頻繁的熱脹冷縮作用,時間稍長則軸承緊固膠的性能下降逐漸粘性消失。這樣就又會出現軸承松動而產生較大噪音。

          本公司針對問題綜合研究,發明了軸承壓板這一裝置,軸承的裝配過盈量控制在0.01~0.02mm以內,在裝配中,將軸承壓入軸承室后,增加軸承壓板將其壓牢,并用螺釘將軸承壓板緊鎖在電機前端蓋上,軸承壓板采用彈性鋼材制作,保證其強度的同時還保證熱脹冷縮造成軸向裝配間隙。

        在RO泵結構中,其電機轉子軸的裝配如果控制不好也會出現竄動現現,而這種不良情況對電機本身品質影響也很大,具體原因在于:轉子軸與換向器是連為整體,轉子軸竄動勢必帶動換向器隨之竄動,這樣就會造成換向與電刷之間出現軸向跳動,電刷與換向器始終都不能形成一個良好的磨合狀態,從而導致電機火花加劇,引起電機壽命大大降低,其電刷噪音也不能得到有效控制。在實際產品制程中,由于電機前、后端蓋和殼體在制造過程中的累計誤差與電機軸的制造誤差,直接導致電機軸與前后端蓋裝配后產生軸向間隙或過盈,有間隙就會產生竄動不良,而有過盈則會導致軸承被緊壓而游隙減小,摩擦力矩加大。兩者都不可取。

        本公司在電機轉子軸固定方面采用雙軸用彈性擋圈,將軸固緊在前端蓋大軸承上,因加工誤差造成間隙可以增加石墨調整墊給予修正,這樣電機軸的軸承檔位的上公差尺寸略小于電機前后端蓋與軸承檔位尺寸就可避免軸向配合過盈,同時也保證了電機軸不會產生與軸承之間的相對軸向竄動不良。這樣的結構再加上前面所述的軸承加軸承壓板固緊結構,就完全杜絕了電機轉子竄動問題。

          在實施軸承壓板這一方案試驗成功后,我們立即積極采取了知識產權的保護措施,申請中國實用新型專利,并獲得授權。專利號:ZL200620148281.6。目前,我們在市場上發現有部分同行亦采用了軸承壓板措施。但我們為之感到高興和自豪,這充分說明我們的成果得到了同行的認可和采用。其實我們申請專利的初衷就是保護我們自己的產品有自主知識產權,但不是為了以此作為阻礙本行業其他同行發展的絆腳石。我們很高興與同行們進行無障礙交流溝通與共享。這也算是為本行業的發展作出了一點小小的貢獻。為此我們還會陸續推出我們最新的創新成果,我們一起探討……。

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