(中達(dá)電機(jī)股份有限公司，江蘇無錫 214145)

0 引言

經(jīng)出廠試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)3臺(tái)防爆電機(jī)空載電流偏大超差，三相電流不平衡率大于15%，但是三相直流電阻平衡。拆檢后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子鐵心一側(cè)超出定子鐵心，另一側(cè)縮在定子鐵心內(nèi)部，定、轉(zhuǎn)子鐵心二者不對(duì)中。為此將有繞組定子鐵心進(jìn)行再次壓裝，確保定、轉(zhuǎn)子對(duì)齊后重新裝配測(cè)試，空載電流符合要求。由此可知，定、轉(zhuǎn)子都不對(duì)中，產(chǎn)生軸向位移是造成電機(jī)空載電流超差的原因。

1 原因分析

電機(jī)空載電流偏大的原因主要：(1)電源電壓偏高或三相電源不平衡；(2)電機(jī)Y接法誤接為△接法；(3)繞組某相斷路、短路或者接反；(4)定轉(zhuǎn)子不對(duì)中，產(chǎn)生軸向位移；(5)每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)少于規(guī)定值；(6)并聯(lián)路數(shù)接成倍數(shù)；(7)定轉(zhuǎn)子氣隙超過規(guī)定值[1-2]。

通過對(duì)故障電機(jī)進(jìn)行拆檢發(fā)現(xiàn)，鑄鋁轉(zhuǎn)子偏離定位尺寸5mm左右，即鑄鋁轉(zhuǎn)子未與轉(zhuǎn)軸鐵心擋臺(tái)緊密配合，二者之間留有一定間隙。核查同批次庫存轉(zhuǎn)子，均存在同樣問題。經(jīng)分析，該現(xiàn)象主要由鑄鋁轉(zhuǎn)子熱套轉(zhuǎn)軸，冷卻回縮引起。

2 傳統(tǒng)鑄鋁轉(zhuǎn)子熱套裝配技術(shù)

傳統(tǒng)的鑄鋁轉(zhuǎn)子裝配技術(shù)分為冷壓和熱套兩種，而鑄鋁轉(zhuǎn)子退軸情況僅對(duì)熱套裝配技術(shù)而言。鑄鋁轉(zhuǎn)子熱套裝配技術(shù)通常有兩種方式，分轉(zhuǎn)軸落入鑄鋁轉(zhuǎn)子和鑄鋁轉(zhuǎn)子落入轉(zhuǎn)軸。

對(duì)于轉(zhuǎn)軸落入鑄鋁轉(zhuǎn)子，流程如下：將鑄鋁轉(zhuǎn)子放入加熱爐加熱并保溫→將鑄鋁轉(zhuǎn)子吊上工作臺(tái)，翻轉(zhuǎn)90°豎立在工作臺(tái)上，工作臺(tái)與鑄鋁轉(zhuǎn)子間加裝輔助工裝→將轉(zhuǎn)軸豎立吊起，當(dāng)轉(zhuǎn)軸中心線與鑄鋁轉(zhuǎn)子軸線對(duì)齊時(shí)，逐漸下落，直到轉(zhuǎn)軸鐵心檔擋臺(tái)與鑄鋁轉(zhuǎn)子上部沖片端面完全接合，如圖1所示。

圖1 轉(zhuǎn)軸落入鑄造鋁轉(zhuǎn)子

對(duì)于鑄鋁轉(zhuǎn)子落入轉(zhuǎn)軸，流程如下：將轉(zhuǎn)軸豎立在地面的地坑上，轉(zhuǎn)軸與地坑間加裝防護(hù)筒，轉(zhuǎn)軸鐵心檔的擋臺(tái)位于下部→將鑄鋁轉(zhuǎn)子放入加熱爐加熱并進(jìn)行保溫→將鑄鋁轉(zhuǎn)子翻轉(zhuǎn)90°后豎立吊起→當(dāng)鑄鋁轉(zhuǎn)子軸線與轉(zhuǎn)軸中心線對(duì)齊時(shí)，逐漸下落，直到鑄鋁轉(zhuǎn)子下部沖片端面與轉(zhuǎn)軸鐵心檔的擋臺(tái)完全接合，如圖2所示。

圖2 鑄鋁轉(zhuǎn)子落入轉(zhuǎn)軸

按上述兩種方式熱套技術(shù)的進(jìn)行裝配，待鑄鋁轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸完全冷卻后，二者就會(huì)緊密配合在一起，不會(huì)發(fā)生鑄鋁轉(zhuǎn)子退軸現(xiàn)象，但是以下問題需要充分考慮。

(1)針對(duì)方式(一)

①當(dāng)有批量轉(zhuǎn)子需要裝配時(shí)，因?yàn)殍T鋁轉(zhuǎn)子完全冷卻需要一定時(shí)間，裝配效率顯得極低；

②工具工裝、工位器具等必須齊全，輔助工裝、工作臺(tái)必不可少；

③吊裝工具充分考慮設(shè)計(jì)，由于鑄鋁轉(zhuǎn)子需要翻轉(zhuǎn)90°，必須配備相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)和吊用器具；充分考慮工作臺(tái)高度、輔助工裝高度、鑄鋁轉(zhuǎn)子高度已經(jīng)轉(zhuǎn)軸的長度，起吊設(shè)備是否有足夠的提升高度；

④安全性考慮，鑄鋁轉(zhuǎn)子必須采用熱套，翻轉(zhuǎn)吊運(yùn)安全性必須保證。

(2)針對(duì)方式(二)

①由于需要設(shè)置地坑，裝配場地需要重新規(guī)劃設(shè)置，且必須確?，F(xiàn)場有充足的場地；

②吊裝工具充分考慮設(shè)計(jì)，由于鑄鋁轉(zhuǎn)子需要翻轉(zhuǎn)90°，必須配備相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)和吊用器具；

③安全性考慮，鑄鋁轉(zhuǎn)子必須采用熱套且進(jìn)行高空吊運(yùn)，翻轉(zhuǎn)吊運(yùn)安全性必須保證。

鑒于上述原因，為了便于操作、簡化流程以及減少投入，通常在鑄鋁轉(zhuǎn)子加熱后，采用水平熱套轉(zhuǎn)軸的方法進(jìn)行裝配。熱套后為防止鑄鋁轉(zhuǎn)子回縮需進(jìn)行敲擊，但是對(duì)于較重的鑄鋁轉(zhuǎn)子，很難將鑄鋁轉(zhuǎn)子敲回原處且效果甚微；而對(duì)于重量較小的鑄鋁轉(zhuǎn)子，需要頻繁的敲擊，勞動(dòng)強(qiáng)度大大增加。

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)的鑄鋁轉(zhuǎn)子熱套裝配技術(shù)

鑒于生產(chǎn)條件及現(xiàn)行的裝配技術(shù)，再者結(jié)合工人的操作習(xí)慣，在轉(zhuǎn)軸上設(shè)計(jì)加工了因鑄鋁轉(zhuǎn)子冷縮后產(chǎn)生回退量的預(yù)留間隙。經(jīng)過反復(fù)的改進(jìn)、實(shí)踐和驗(yàn)證，確定預(yù)留間隙長度，確保冷縮量與預(yù)留間隙二者一致，保證了定轉(zhuǎn)子的對(duì)中。

在鑄鋁轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸鐵心檔擋臺(tái)間加工預(yù)留間隙，即鑄鋁轉(zhuǎn)子壓裝定位尺寸后移3～5mm。轉(zhuǎn)軸上軸承擋至鐵心檔是距離L2與轉(zhuǎn)軸上軸承擋至鑄鋁轉(zhuǎn)子沖片端面的是距離L1不再相等，二者間相差3～5mm，即鑄鋁轉(zhuǎn)子的回縮量，見圖3。根據(jù)鑄鋁轉(zhuǎn)子的外徑D和鑄鋁轉(zhuǎn)子的長度L，選取合適預(yù)留間隙，D、L數(shù)值大者選大值，反之。鑄鋁轉(zhuǎn)子熱套轉(zhuǎn)軸后，將鑄鋁轉(zhuǎn)子冷縮后的回退量設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上，待鑄鋁轉(zhuǎn)子冷縮穩(wěn)定后，定、轉(zhuǎn)子便會(huì)對(duì)中。

圖3 鑄鋁轉(zhuǎn)子回縮量設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上

有兩點(diǎn)需注意：(1)為了確保預(yù)留間隙與回縮量一致性，除了根據(jù)鑄鋁轉(zhuǎn)子外徑D和長度L選取合適的預(yù)留間隙外，還應(yīng)確保鑄鋁轉(zhuǎn)子的熱套溫度的有效控制。鑄鋁轉(zhuǎn)子的加熱溫度可以按公式：t=85000δ/d+250[3](δ—鑄鋁轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸的最大過盈量，d—轉(zhuǎn)軸鐵心檔公稱直徑)選??；(2)隔爆面的防護(hù)：隔爆面作為最重要的部位，在加工、搬運(yùn)、存放期間注意加強(qiáng)隔爆面的防護(hù)[4、5]。對(duì)于轉(zhuǎn)軸的軸伸檔、軸承檔、風(fēng)扇檔也應(yīng)加強(qiáng)相應(yīng)防護(hù)。

4 結(jié)語

通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，防爆電機(jī)鑄鋁轉(zhuǎn)子的問題得以有效改善，具體表現(xiàn)為

(1)無需重新規(guī)劃設(shè)置或新增裝配場地；

(2)采用成熟技術(shù)，方便工人操作，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，可操作性強(qiáng)，確保安全性；

(3)節(jié)省拆檢工時(shí)、節(jié)省定子再次壓裝、接線盒拆裝工時(shí)和避免引接線斷裂、損傷，節(jié)省鑄鋁轉(zhuǎn)子回壓工時(shí)和避免回壓轉(zhuǎn)軸報(bào)廢、隔爆零部件的受損風(fēng)險(xiǎn)；

(4)確保電機(jī)裝配一次性合格率，大大縮短電機(jī)制造周期；

(5)確保電機(jī)的性能和質(zhì)量，保證電機(jī)合格率。

對(duì)于普通電機(jī)，借用防爆轉(zhuǎn)軸上設(shè)置鐵心檔擋臺(tái)，結(jié)合上述改進(jìn)技術(shù)采用單一方向裝配鑄鋁轉(zhuǎn)子，可以有效防止鑄鋁轉(zhuǎn)子退軸，可操作性、實(shí)用性強(qiáng)。