1 引言
我院挂牌实习基地，国营青峰机械厂(八八0厂)自20世纪80年代中期分别 引进日本sanyo公司和mabuchi公司音、像电机生产线，目前是国家定点微特电机研制单位之 一，享有进出口权，生产量居全国之首。随着市场经济的发展，同行业间竞争日益加剧，广 大用户对产品的质量要求越来越高。前一阶段，用户不断反映录音机电机质量问题，其中噪 声大，占反馈意见的70%，属a类问题。为确保产品质量，本着对用户负责的态度，在调查分 析的基础上，查明原因，进行改进，争取把噪声控制在国标32db以内。
2 调查
从成品中抽查1 000台电机，进行噪声测试后做直方图如图1所示。
从图1可以看出：
a直方图呈偏向型，靠近控制上线的数量较多。
b有部分电机噪声指标超出控制线(占7%)。
c噪声一致性不好(标准偏差大)。
3 原因
根据调查的结果，通过分析噪声机理，作系统图(见图2)，找出噪声产生 的原因，以便分析解决。
图2中“△”标记为确定的主要原因。
3.1 定位转矩大
经过测试，发现这部分电机的定位转矩均在0.588mnm以上，最高达0.88m nm，远远超过了工艺规定值≤0.539mnm，过大的定位转矩使磁场对转子的磁拉力增大，当 电机高速运转时转子产生振动，引起噪声。
3.2 轴与轴承配合不当
由于配合件精度不高造成径向配合间隙大，当电机有振动因素存在的情况下，其间隙给转子起振提供了客观条件，引起噪声。
3.3 电机装配灵活性差
电机1次装配灵活性差，需经敲打方可灵活。不合理的敲打导致电机内部变形、损坏或因零部件自身缺陷等，当电机运转时转子与定子出现擦碰引起异常噪声。电机 装配灵活性差是相关的零部件制造精度低所造成。如配合精度、形位公差和表面粗糙度等。
3.4 操作者素质不高
这是指因操作不当造成的人为缺陷。如电刷变形、轴表面划伤或有环氧 粉、铁心外圆有环氧粉、换向器升高片焊点高、机内有异物混入等都会引起异常噪声。
4 措施
4.1 使定位转矩达到工艺要求
(1)改进充磁极头。对于永磁直流电动机，定子极弧与转子极靴长度的匹 配是影响定位转矩的主要原因，为此，经过反复校核，在样核过程中发现自行研制的充磁极 头存在问题，采用该极头充磁后，磁环内表面场强分布情况与设计波形偏差过大，波顶过宽 约130°机械角。破坏了极弧与极靴的合理配合，这样就使定位转矩增大，运转时产生振动 ，引起噪声(见图3虚线部分)。
为了寻找合适的充磁极头形状，先后把极头由原来的形状(见图4)改成图5a和图5b等形 状，再测绘出磁环内表面场强分布图进行比较，效果均不理想。通过对电磁理论的仔细分析 和多次试验，最后发现采用极头外形不变而把极头两边引铁打薄的办法效果较好，改进后的 磁头形状如图6所示，改进后的场强分布见图3实线部分。
(2)提高安装精度。从图3可见改进充磁极头后，磁环内表面场强分布呈现鞍形，波形前沿、后沿、波顶基本均为60°机械角，比较理想，但波形正、负半周峰值偏差较大，这样转子在 定子中所受磁拉力不匀，在运转时会有较大的振动，引起噪声，经反复分析、试验发现上述 情况是由于充磁极头安装时偏离中心所致。随即进行了调整，使充磁极头处于磁环中心，左 右气隙均在0.3mm±0.05mm内，保证转子在定子中受到均匀的磁拉力，能平衡运行。
经上述2次改进后，磁环内表面分布图呈现鞍形，波形前沿、后沿、波顶均匀分布，正、负 半周峰值比较平衡(见图7)，转子能平衡运行、定位，转矩平均值为0.4mnm，达到了工艺要 求(≤0.539mnm)，排除了因定位转矩大而引起的振动、噪声。
4.2 改善配合，减小噪声
(1)合理选择轴与轴配合公差。该厂电机原使用进口轴承，国产化后其粒度、硬度、收缩率、含油率、加工精度等各种参数均与进口轴承不同。原有的配合已不能应用。为确定最佳配合尺寸，采用正交优化试验，根据实际情况采用轴外径和轴承内、外径及 轴承室内径组成基本结构参数作为正交优化对象，为保证获得单纯性的结构差数，采用的几 种试验均使用同一批材 料，同一台设备和相同的加工方式，以消除试验过程中的人为误差。根据正交分析和方差分 析得出最佳结果参数为：轴外径
，轴承内径
，轴承外径
，轴承室φ7±0.018mm。在这种公差配合时，轴承压入后的收缩值和轴承与轴的间隙较理想，整机电流和噪声的矛盾得以中和。成品电机噪声值如图8所示。
(2)改进轴承压装工装。在试验过程中还发现原使用的机壳轴承压 入工装不合理，轴承压入 时自由滑入，没有定位，易使轴承中心线与轴承室中心线不重合，引起电机转动不灵活，这 样就需要敲击后使轴承孔变形，气隙增大而引起振动，使噪声增加。为此，通过对轴承压入 工装进行改进，增加了定位防缩销一支和轴承内孔整形工序，有效地防止了轴承压入时的不 利因素，遏制了因轴承压入不良引起的噪声。
4.3 提高电机装配灵活性
主要从影响电机装配灵活性的各方面原因着手，进行了改进。
(1)控制换向器与转轴及相关件同轴度的要求。
(2)提高塑料端盖、机壳的精度，保证一致性。
(3)改进装配工装，使之能够适应各种机型。
(4)改善端盖轴承室六爪的弹性，使之具有合适的夹紧力。经筛选，选定“增强尼龙66”型 材料(含玻璃纤维30%)。
(5)增设了换向器升高片打弯整形工序，以控制焊点高度。
(6)提高了对外购件(磁环)的精度要求。
4.4 提高工作质量，杜绝人为因素
(1)进行技术培训，提高操作者的质量意识。
(2)加强工艺管理，严把质量关。
5 检测
实施工作结束后，为检验其效果，又从成品中再次抽查1000台电机，测试其噪声值见图8。
与图1比较可以看出：
a直方图基本呈正常型，说明工序已处于受控状态。
b噪声平均值为27.2db，低于改进前的29.5db。
c噪声值均在控制上线(32db)内，没有超出现象(改进前超出7%)。
d标准偏差s为6.23，远低于改进前的9.82，说明改进后电机噪声一致性较好。
6 结语
通过改进，录音机电机噪声过大基本得到了控制。经过半年多的巩固，接到用户反馈信息明显减少，噪声问题已没有。在巩固期，通过统计，噪声超标数量明显下降，据厂噪声检测组记录显示，噪声废品率由原来的7%，降为0.3%，而且比较稳定，说明噪声的原因分析比较准确，采取的措施比较得力，这为今后的生产提供了可靠的保证。
