陳 瑋，羅佳強，王曉群，鐘 軍

（中車株洲電機有限公司，湖南 株洲 412001）

大中型電機定轉(zhuǎn)子合裝自動化研究

陳 瑋，羅佳強，王曉群，鐘 軍

（中車株洲電機有限公司，湖南 株洲 412001）

主要介紹了大中型電機定轉(zhuǎn)子合裝的工藝，為提升效率，確保質(zhì)量，通過研制定轉(zhuǎn)子自動化合裝機，來滿足提升效率和質(zhì)量的要求。

大中型電機；定轉(zhuǎn)子合裝；因素

目前中心高450mm以上的大中型電機如雙饋風(fēng)力發(fā)電機、高效節(jié)能高壓電機在定轉(zhuǎn)子合裝工序中，通過天車配加長桿式或者“C”型吊合裝，這種傳統(tǒng)的合裝方式在進轉(zhuǎn)子時難以保證定轉(zhuǎn)子的相對位置，致使合端蓋時軸承會受一定的軸向推力，對產(chǎn)品質(zhì)量有一定程度的影響，因此，設(shè)計自動化的定轉(zhuǎn)子合裝設(shè)備，即可提升生產(chǎn)效率又保證了產(chǎn)品質(zhì)量，同時減少了安全隱患。

1 研究背景

（1）傳統(tǒng)裝配工藝簡述。大中型電機定轉(zhuǎn)子合裝如2MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機的定轉(zhuǎn)子合裝時，傳統(tǒng)的裝配工藝是采用天車配加長桿式或者“C”型吊具。具體操作步驟如下：

采用加長桿的作業(yè)步驟：將定子吊至作業(yè)區(qū)域→將轉(zhuǎn)子吊運至專用工裝上→將加長桿穿過定子內(nèi)孔→轉(zhuǎn)子安裝加長桿→加長桿安裝支撐座→卸天車鉤吊加長桿→操作天車配合進轉(zhuǎn)子，具體操作過程如圖1所示。

圖1 加長桿進合裝過程

采用“C”形吊的作業(yè)步驟：將定子吊至作業(yè)區(qū)域→安裝轉(zhuǎn)子“C”形吊具→借助天車操作進轉(zhuǎn)子操作?！癈”形吊具如圖2所示。

圖2 “C”形吊具

（2）優(yōu)缺點對比。無論是天車配加長桿式還是配“C”型吊，兩種方式的優(yōu)點均是工裝簡單，對熟練的操作工人裝配效率較高，且能保證質(zhì)量。但缺點同樣鮮明，主要有如下三點：①裝配的準(zhǔn)備工作以及進轉(zhuǎn)子的整個過程均需使用天車，對天車的調(diào)配使用提出了較高的要求。②在合裝過程中無防護措施預(yù)防轉(zhuǎn)子和定子相擦碰，存在傷繞組絕緣、軸和鐵心等不確定性因素。③對于轉(zhuǎn)子較重的大型電機，容易使轉(zhuǎn)軸變形，特別對中空軸不適用。鑒于如上三點，因此，研制大中型電機定轉(zhuǎn)子自動化合裝設(shè)備，對于保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，規(guī)范大型電機裝配工序標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)很有必要。

2 技術(shù)方案設(shè)計分析

（1）定轉(zhuǎn)子自動化合裝機原理設(shè)想。通過對定轉(zhuǎn)子合裝工藝，結(jié)合自動化的要求，整個自動化合裝過程主要由如下三步組成：①將定子吊至定子平臺上，沿輥道自動進入，將定子穿入轉(zhuǎn)子固定支撐臂。②用轉(zhuǎn)子吊至轉(zhuǎn)子支撐架上，并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子水平度，確保轉(zhuǎn)子在水平狀態(tài)。③通過設(shè)定的工藝參數(shù)，調(diào)整定子平臺，確保定子中軸線及轉(zhuǎn)子中軸線重合，允許的定轉(zhuǎn)子軸線對中度不超過0.5mm，進行定轉(zhuǎn)子合裝。在合裝過程中，需保證定子中軸線和轉(zhuǎn)子中軸線在同一重合線上。

（2）定轉(zhuǎn)子合裝機需滿足的參數(shù)。梳理通用大中型電機定轉(zhuǎn)子合裝機需滿足的產(chǎn)品參數(shù)如表1所示。

表1 梳理通用大中型電機定轉(zhuǎn)子合裝機需滿足的產(chǎn)品參數(shù)

（3）定轉(zhuǎn)子自動化設(shè)備結(jié)構(gòu)組成設(shè)想。設(shè)備基本組成示意圖如圖3所示。

圖3 定轉(zhuǎn)子合裝機示意圖

主要組成部分如表2所示：

表2 主要組成部分

設(shè)備各結(jié)構(gòu)的功能描述如下：①定子對中調(diào)整平臺。該平臺為型鋼焊接結(jié)構(gòu)，由四軸調(diào)整機構(gòu)平臺及合裝移動軸組成，主要功能是調(diào)整定子水平橫移、水平回轉(zhuǎn)、垂直升降、垂直回轉(zhuǎn)的位置使其與轉(zhuǎn)子同軸移動合裝。升降、水平前后移動、回轉(zhuǎn)動作均通過伺服電機驅(qū)動，以實現(xiàn)定子中軸線與轉(zhuǎn)子中軸線的對中。②轉(zhuǎn)子水平支撐。該機構(gòu)為一個長臂懸梁鋼焊接結(jié)構(gòu)，懸臂長度須大于所裝配轉(zhuǎn)子長度，懸臂必須滿足懸臂端支撐最大轉(zhuǎn)子一端重量的剛度要求，確保轉(zhuǎn)子支撐穩(wěn)定，無形變。③定子雙向輸送輥道。輸送輥道用于合裝前后定子傳送，在輥道上的輸送要求用電動控制。同時，雙向輸送驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計須預(yù)留后續(xù)流水線建設(shè)的接口。④定子合裝移動機構(gòu)。該結(jié)構(gòu)支撐定子對中調(diào)整平臺，并通過該結(jié)構(gòu)移動定子對中調(diào)整平臺實現(xiàn)定轉(zhuǎn)子合裝動作。⑤自動檢測系統(tǒng)。該結(jié)構(gòu)能自動檢測轉(zhuǎn)子的水平度及定轉(zhuǎn)子的中心軸線對中度，并能將偏差及時反饋給自動調(diào)整機構(gòu)進行修正。⑥操作面板。該結(jié)構(gòu)采用觸摸屏進行參數(shù)設(shè)定及數(shù)據(jù)顯示，并能對定轉(zhuǎn)子合裝過程進行實時監(jiān)控及控制。

（4）定轉(zhuǎn)子自動化設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)。設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)和設(shè)備安裝環(huán)境參數(shù)如表3和表4所示。

表3 設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

表4 設(shè)備安裝環(huán)境參數(shù)

3 結(jié)語

大中型電機的定轉(zhuǎn)子自動化合裝的研究，對于提升合裝工藝水準(zhǔn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量及安全生產(chǎn)具有重要的意義，同時也是智能制造下裝備自動化的一次探索。

［1］詹姆斯P.沃麥克.改變世界的機器［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2015.

［2］王同章，王莉云，李國鵬，等.大型電動機定、轉(zhuǎn)子合裝及位置調(diào)整［J］.上海大中型電機，2010，（3）：32-35.

Research on Autom ation of Large and M edium-sized M otor Rotor

CHEN Wei，LUO Jia-qiang，WANG Xiao-qun，ZHONG Jun
（Zhuzhou Electric Co.，Ltd.，Zhuzhou，Hunan 412001，China）

Thispapermainly introduces the technology of largeandmedium-sizedmotor statorand rotorassembly.In order to improve the efficiency and ensure the quality，itisnecessary tomeet the requirementsof liftingefficiency and quality by developingautomatic rotor.

medium and largemotor；fixed rotor fit；factor

TM306

A

2095-980X（2017）05-0070-02

2017-04-18

陳瑋，男，助理工程師，主要從事生產(chǎn)線布局規(guī)劃、工位制節(jié)拍化工作，設(shè)備維護保養(yǎng)等工作。