電機磁鋼自動裝配及電機總裝配的關(guān)鍵制造工藝過程引嵌入式領(lǐng)新潮

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年來,眾多電機廠在永磁電機領(lǐng)域開發(fā)的系列產(chǎn)品均屬磁鋼嵌入式結(jié)構(gòu)。主要用于電梯曳引的如YJ46系列永磁同步電動機,主要用于油田抽油機電機的YJ43、YJ44、YJ52系列永磁同步電動機。除一般的制造工藝(如機械、熱工、電鉗工藝)外,永磁電機的制造有幾個關(guān)鍵工藝:

(1) 由于磁鋼的極強吸附力,在與鐵磁性材料(如鐵心、轉(zhuǎn)軸等)靠近時極易吸附。轉(zhuǎn)子裝配時,磁鋼與轉(zhuǎn)子磁鋼槽裝配間隙僅0.1 mm左右,當磁鋼接近轉(zhuǎn)子鐵心時,極強的吸附力將磁鋼直接吸附在鐵心上而很難裝入槽內(nèi);而一旦吸附就很難再分開,裝配難度極大且具有一定的危險性。

(2) 總裝時轉(zhuǎn)子若沒有強勁準確的導(dǎo)向保證,定、轉(zhuǎn)子將以很強的磁力吸附、抱死,難以分離,導(dǎo)致總裝失敗。本文主要討論永磁電機磁鋼自動裝配及電機總裝配的關(guān)鍵制造工藝過程。

電機轉(zhuǎn)子粘磁鋼機

1　轉(zhuǎn)子磁鋼裝配工藝

1. 1　工藝要點

磁鋼裝配時,應(yīng)設(shè)法克服磁鋼對轉(zhuǎn)子鐵心的強磁性吸引力以保證裝配順利,磁鋼極性正確以保證磁路對稱。為此進行了詳細的工藝試驗,確定了磁鋼裝配的工藝方案,設(shè)計了磁鋼裝配工裝及導(dǎo)向夾具,并以合理的手段定性分析所裝配磁鋼極性,每槽磁鋼相對磁通量數(shù)值接近,即保證磁路對稱,以保證磁鋼裝配質(zhì)量。

電機轉(zhuǎn)子

1. 2　工藝過程

(1) 為保證裝配的準確無誤,設(shè)計工裝夾具;

(2) 進行磁鋼分離、極性標識檢查、磁通量相對數(shù)值檢查,以保證裝配后每極磁通量相等,同時進行外觀檢查,看是否有破損。各種牌號的永磁材料雖有國家標準保證其基本性能,但各廠的企業(yè)標準不同,而且同一牌號的永磁材料即使在同一工廠生產(chǎn)也有工藝上的不同而使不同日期或不同爐號的永磁材料在性能上產(chǎn)生偏差。因此上述檢查工作是相當重要的。一臺電機應(yīng)裝配同一批號的磁鋼,以保證電機的電磁性能。

(3) 工作場地的準備:將轉(zhuǎn)子裝配工作場地用非磁性護欄圍起,并在醒目位置作明確警示;工作場地清掃干凈,用高壓風對場地各角落進行清理,不允許有鐵屑、焊渣等鐵磁性廢物;準備好所用的非磁性工裝夾具、不銹鋼無磁扳手、隔板、木質(zhì)支撐、銅錘、3240玻璃布板等。

(4) 將疊好沖片的轉(zhuǎn)子用高壓風吹凈,并用白布包扎好以防調(diào)運過程中帶有其他雜質(zhì)廢物;將轉(zhuǎn)子支撐好(使轉(zhuǎn)子呈水平狀態(tài)) ,再次用樣板檢查轉(zhuǎn)子上的磁鋼槽,然后將防護工裝夾具固定于轉(zhuǎn)子上,準備裝磁鋼。

(5) 每兩塊磁鋼之間用厚度約15 mm的非磁性板隔開,并在每塊磁鋼的兩個大面(工作面)上標明“N”、“S”極性,且明確標寫磁通量的相對數(shù)值。數(shù)值相同的磁鋼基本上是在一起放置的,以便于裝配。用手在木質(zhì)支撐上將磁鋼分開。注意:請一定不要拿兩塊磁鋼進行操作,一旦吸附在一起,將無法進行分離,且兩塊磁鋼吸附過程中極易傷人,非常危險。要求操作者在操作過程中一定要將磁鋼一塊一塊裝配。將磁鋼遠離鐵磁性材料,然后再裝入磁鋼導(dǎo)向工裝里,對準轉(zhuǎn)子上的磁鋼槽。此時應(yīng)注意磁鋼的“N”、“S”裝配極性以及磁鋼磁通量相對數(shù)值。裝配時不要將一個轉(zhuǎn)子槽中磁鋼全部裝滿,而是先將整個轉(zhuǎn)子磁鋼槽分別各裝一塊、兩塊??直到最后完成全部裝配。裝配時,如某塊磁鋼裝配不到位,可以用銅棒或非磁性硬棒將磁鋼推到位。注意:不能用力過猛,以免將磁鋼敲打破損。

(6) 用指南針對準轉(zhuǎn)子外圓各槽檢查磁鋼極性,極性合格后裝配其他固定用的零部件;最后將轉(zhuǎn)子整體用白布包好,準備流入下一工序。

自動插磁鋼機

2　總裝工藝

2. 1　工藝要點

裝有磁鋼的轉(zhuǎn)子整體吸附力極強,定、轉(zhuǎn)子之間氣隙較小,在總裝時容易造成定、轉(zhuǎn)子之間因引力大而發(fā)生碰撞,可能導(dǎo)致定、轉(zhuǎn)子吸附在一起難以分開,甚至報廢,且易造成人身傷害。傳統(tǒng)的立裝或臥裝工藝已無法滿足要求,因此在保證定、轉(zhuǎn)子絕對同心的條件下再行總裝是工藝關(guān)鍵。

2. 2　工藝過程

(1) 設(shè)計一不帶磁性的假轉(zhuǎn)子,用假轉(zhuǎn)子將機座校正;

(2) 裝端蓋、永磁轉(zhuǎn)子;

(3) 總裝。

設(shè)計的永磁電機工藝采用假轉(zhuǎn)子、總裝機等非標準設(shè)備,在我廠開發(fā)研制的YJ43、YJ44等系列電機上試驗,總裝配工藝性強,操作性可靠。目前,該類電機總裝配工藝在國內(nèi)同類電機生產(chǎn)行業(yè)中處領(lǐng)先地位,使我廠在國內(nèi)油田、電梯用永磁電機領(lǐng)域內(nèi)保持。工藝技術(shù)領(lǐng)先,新市場拓展迅速。在沒有專用總裝機情況下, YJ43、YJ44 永磁電機總裝時利用T68鏜床進行裝配。在裝配過程中發(fā)現(xiàn)鏜床的鏜桿剛度不夠,極易造成設(shè)備損壞;而YJ46功率較大,轉(zhuǎn)子磁場強,無法利用T68鏜床進行裝配。為了滿足市場需求, 2004年我廠與專用機床廠家共同研制了總裝機,可滿足較大功率永磁電機生產(chǎn)需要。另外,通過一段時間的生產(chǎn)摸索,設(shè)計補充了部分工裝,如總裝配之前采用了假轉(zhuǎn)子工裝導(dǎo)向定位,并改進了工藝方法,使生產(chǎn)效率提高約2～3倍。

轉(zhuǎn)子

3　工藝水平提升情況

結(jié)合永磁電機制造,久巨自動化在如下幾方面提升,工藝技術(shù)水平。

(1) 轉(zhuǎn)子鑄鋁與磁鋼裝配同時考慮:在研制YJ43、YJ44系列油田用永磁電機制造時,由于轉(zhuǎn)子是鼠籠式鑄鋁結(jié)構(gòu),磁鋼槽形復(fù)雜,且與鑄鋁導(dǎo)條僅間隔1mm,鑄鋁后磁鋼槽變形狀況難以控制,國內(nèi)同類電機生產(chǎn)制造時報廢率較高。為此在工藝上制定轉(zhuǎn)子磁鋼槽形定位保證方案,鑄鋁與磁鋼裝配同時考慮,配置了槽形修整及磁鋼裝配導(dǎo)向等一系列裝置,使磁鋼容易裝配到位,轉(zhuǎn)子動平衡不受影響,達到設(shè)計的精度要求。

(2) 磁鋼“分層式”裝配:在YJ46、YJ46E系列電梯用永磁電機制造工藝方面,由于沖片結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,每臺轉(zhuǎn)子裝配100塊磁鋼,磁鋼吸附、排斥力極強,因而在工藝上采用“分層式”裝配方案,配制精確的導(dǎo)向非標準裝置,使磁鋼克服吸附力、排斥力順利進入槽內(nèi),裝配設(shè)計位置,避免了磁鋼破損,同時使磁鋼裝配工效提高三分之一,保證極性正確。