張冬秀 張朝望 吳文強(qiáng) 方芳

摘要：本操作法主要介紹了TQ系列永磁電機(jī)無磁鋼轉(zhuǎn)軸在磁粉檢測時(shí)難以磁化，也難以退磁的原因分析，通過對CJW3000型探傷機(jī)的磁化線圈進(jìn)行改善、對軸向電流的強(qiáng)度控制進(jìn)行改善、對形成的復(fù)合磁化的切向磁場強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化等措施，穩(wěn)定保證了產(chǎn)品質(zhì)量，檢測效率也得到了有效提升，檢測成本更是得到了大幅降低。

關(guān)鍵詞：電機(jī)轉(zhuǎn)軸;磁化;工藝優(yōu)化

0? 引言

隨著鐵路運(yùn)輸向著高速、重載方向發(fā)展，而作為機(jī)車的核心部件，牽引電機(jī)的質(zhì)量則成為保證機(jī)車穩(wěn)定性、可靠性、安全性的重要一環(huán)。TQ系列永磁電機(jī)無磁鋼電機(jī)轉(zhuǎn)軸自投入生產(chǎn)以來，因其材料為？準(zhǔn)120無磁鍛造圓鋼，該種材料的矯頑力Hc>8000A/m（1000e），屬于硬磁材料，其磁滯回線肥大，具有低磁導(dǎo)率、高剩磁、高矯頑力和高磁阻的特點(diǎn)，在磁粉檢測時(shí)難以磁化，導(dǎo)致其難以進(jìn)行正常的熒光磁粉檢測，也難以退磁，不能滿足設(shè)計(jì)圖紙殘余剩磁不能高于5Gs的要求。

1? 原因分析

軌道交通事業(yè)本部電機(jī)車間的CJW-3000型熒光磁粉探傷機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，主要是針對軟磁性材料的熒光磁粉檢測，線圈的磁化最大磁場強(qiáng)度為12000AT，軸向電流的強(qiáng)度控制為3000A，磁粉探傷機(jī)形成的復(fù)合磁化的切向磁場強(qiáng)度2400A/m，為保證無磁鋼與類似的硬磁性材料轉(zhuǎn)軸的磁粉檢測效果，有必要進(jìn)行改善以保障檢測的實(shí)施。

2? 解決對策

2.1 對CJW3000型探傷機(jī)的磁化線圈進(jìn)行改善

TQ系列永磁電機(jī)無磁鋼的尺寸大小￠160～380mm，經(jīng)過對磁場強(qiáng)度和矯頑力強(qiáng)度的計(jì)算，TQ系列永磁電機(jī)無磁鋼的磁粉檢測磁場強(qiáng)度至少需要增加1000A/m，因此在原設(shè)備兩端都只有一個(gè)的固定磁化線圈的基礎(chǔ)上，各增加一個(gè)可調(diào)節(jié)移動式的磁化線圈，并且保證該線圈的磁化最大磁場強(qiáng)度為1000A/m，使其能滿足無磁鋼的磁粉檢測需求。

2.2 對軸向電流的強(qiáng)度控制進(jìn)行改善

因軸向通電電流的強(qiáng)度與設(shè)備內(nèi)的變壓器功率有關(guān)，經(jīng)過計(jì)算要能檢測直徑為￠160～380mm無磁鋼轉(zhuǎn)軸的要求，要將變壓器功率加大，增大電流調(diào)節(jié)。周向磁化電流值，按照檢驗(yàn)公式計(jì)算I=H*D/320=（8～10）D，式中：I-電流強(qiáng)度（A）;H-磁場強(qiáng)度（A/m）;D-轉(zhuǎn)軸最大直徑（mm），使周向磁化電流值達(dá)到1280～3800A。

2.3 對形成的復(fù)合磁化的切向磁場強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化

把軸向電流產(chǎn)生的周向磁場和圓形線圈產(chǎn)生的縱向磁場，所形成的復(fù)合磁場進(jìn)行優(yōu)化，將復(fù)合磁場的切向磁場強(qiáng)度控制在不小于3400A/m的強(qiáng)度。

2.4 退磁

①磁極交迭退磁;

②磁場強(qiáng)度遞減退磁。

3? 改進(jìn)效果

3.1 CJW-3000型設(shè)備改善效果圖

3.2 TQ系列永磁電機(jī)無磁鋼轉(zhuǎn)軸的靈敏度試片的效果圖

3.3 TQ系列永磁電機(jī)無磁鋼轉(zhuǎn)軸退磁后的檢測效果圖

經(jīng)過上述3個(gè)方法的改善后，得到的實(shí)際效果為：

①CJW-3000型熒光磁粉探傷機(jī)對TQ系列永磁電機(jī)無磁鋼轉(zhuǎn)軸能達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行磁粉檢測并且要求殘余剩磁不能高于5Gs的要求。

②TQ系列永磁電機(jī)無磁鋼轉(zhuǎn)軸如委外檢測每根軸成本為680元，自行檢測每根軸成本為60元，每根軸可節(jié)約成本680-60=620元。

③委外檢測每批軸（8根）檢測周期為3個(gè)工作日，自行檢測每批軸（8根）檢測時(shí)間為半個(gè)工作日，可縮短檢測周期3-0.5=2.5工作日。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉代平，蘇李廣.磁粉檢測[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004，3.

[2]李家偉.無損檢測手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[3]曾慶平，洪育成，徐皖生.基于ANSYS Workbench的電機(jī)轉(zhuǎn)軸的隨機(jī)振動分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（04）：59-61.