牟茜娜，鳳 發(fā)

（廣西恒達電機科技有限公司，廣西 來賓 546100）

0 引言

隨生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展的需求，大型設(shè)備采用更大型電機驅(qū)動。大型電機與常規(guī)電機的原理和結(jié)構(gòu)基本相同，由機殼、轉(zhuǎn)子和定子三大構(gòu)件組成。由于大型電機上轉(zhuǎn)子和定子的電機繞組尺寸相對較大，為符合后期安裝要求，得到特定繞組安裝形狀，目前生產(chǎn)廠家均需對電機繞組進行熱壓整形。電機繞組熱壓過程通常采用專用熱壓機進行熱壓操作，熱壓過程為避免破壞電機繞組外包覆的絕緣層，需將電機繞組固定在熱壓機上，利用熱壓機產(chǎn)生的熱量使電機繞組熱壓定型。然而目前熱壓機未有均適配于不同規(guī)格厚度、使用方便的定型夾具，導(dǎo)致現(xiàn)有的定型夾具無法將不同規(guī)格電機繞組在熱壓機上壓緊。

1 線圈繞制工藝要求

近年來，我國大型電機使用多次出現(xiàn)匝間短路、焊接質(zhì)量不穩(wěn)定及后線圈開匝等事故，經(jīng)檢測主要原因為：匝間絕緣受破壞、焊接不牢固、線圈壓型工藝粗糙等。

電機線圈工作穩(wěn)定性是影響電機可靠性的關(guān)鍵因素，線圈運行狀態(tài)主要取決于線圈的制造質(zhì)量。電機容量與線圈導(dǎo)電面積呈正比的關(guān)系，大型電機容量增大時，線圈導(dǎo)電面積和線規(guī)厚度也隨之增大。嚴格控制線圈制造工藝是發(fā)電機安全、穩(wěn)定運行的保障。緊實、規(guī)整的線圈對電機機械強度和抗短路能力有顯著提升作用[1]。線規(guī)厚度電機線圈繞制工藝不僅要求成品線圈外形美觀，線匝之間排列均勻整齊緊密，無縫隙，無重疊地排列，線匝間無交叉現(xiàn)象和中間凸出或內(nèi)凹現(xiàn)象，每個線圈外形一致。在線圈制造過程中，繞線裝置的應(yīng)用可以有效的確保線圈制造的質(zhì)量[2]。高效和高精度電機成型線圈熱壓型機不僅適配較寬電機型號線圈系列，且提供適宜溫度與壓力保證線圈熱壓成后外觀、尺寸、精密度、導(dǎo)電性和絕緣等級等方面達到技術(shù)要求[3]。

2 電機繞組熱壓整形用夾具的創(chuàng)新設(shè)計

電機繞組熱壓整形用夾具由夾頭和調(diào)節(jié)螺柱組成，夾頭包括旋轉(zhuǎn)座和兩組卡部，卡部一端均設(shè)置卡頭，使兩組卡部之間成鉤狀結(jié)構(gòu)，便于夾具夾穩(wěn)熱壓機。利用調(diào)節(jié)螺柱相對旋轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動，使夾具通過調(diào)節(jié)螺柱正壓熱壓機上的電機繞組，提高固定效果。且調(diào)節(jié)螺柱相對旋轉(zhuǎn)座調(diào)節(jié)，能適應(yīng)不同規(guī)格電機繞組的熱壓工作，使用方便，不易損傷電機繞組[4]。

2.1 電機繞組熱壓整形用夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計

電機繞組熱壓整形用夾具結(jié)構(gòu)如圖1所示，由夾頭和調(diào)節(jié)螺柱組成，夾頭呈U型，夾頭包括旋轉(zhuǎn)座和卡部，兩組卡部對稱焊接在旋轉(zhuǎn)座兩側(cè)并遠離一端向外延伸，構(gòu)成加持空間，便于調(diào)節(jié)螺柱相對旋轉(zhuǎn)座伸縮運動。作為連接部在兩組相向一側(cè)與卡頭構(gòu)成鉤狀結(jié)構(gòu)，用于鉤住熱壓機。調(diào)節(jié)螺柱包括端頭、螺紋端和調(diào)節(jié)段。調(diào)節(jié)螺柱一端可轉(zhuǎn)動地穿過旋轉(zhuǎn)座，將電機樞紐在熱壓機上定壓固定。

圖1 電機繞組熱壓整形用夾具結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 電機繞組熱壓整形用夾具結(jié)構(gòu)特點

（1）夾頭包括旋轉(zhuǎn)座和卡部，旋轉(zhuǎn)座設(shè)計為筒狀結(jié)構(gòu)，兩組卡部對稱設(shè)置在旋轉(zhuǎn)座上，遠離旋轉(zhuǎn)座一端逐漸向外延伸?？ú肯嘞虻囊粋?cè)均設(shè)置卡頭，卡頭相向一端的端面為弧形面，弧形面與卡頭的內(nèi)外側(cè)面圓滑過渡，適配熱壓機弧面?？ú肯嘞蛞粋?cè)設(shè)計抵壓面與卡部相鄰側(cè)面之間設(shè)置倒角。

（2）調(diào)節(jié)螺柱包括端頭、螺紋段和調(diào)節(jié)段，端頭設(shè)置在螺紋段靠近卡頭一端上，向外一端具有球形面，通過頂壓壓板間接抵壓電機繞組在熱壓機的熱壓槽上，或鉸接壓桿直接抵壓電機繞組。螺紋段通過螺紋與旋轉(zhuǎn)座旋接，調(diào)節(jié)段設(shè)置在螺紋段遠離卡頭的一端上，上沿徑向方向設(shè)置至少一組穿孔，兩組穿孔需交錯設(shè)置。調(diào)節(jié)段向外一端端部上設(shè)置螺栓頭或內(nèi)六角孔。

3 操作實例

電機繞組熱壓整形用夾具使用如圖2所示，熱壓結(jié)構(gòu)采用圓柱狀便于調(diào)節(jié)電機繞組熱壓部分相對角度，沿軸線方向開口槽作為熱壓作用區(qū)域，大小為熱壓結(jié)構(gòu)橫截面四分之一以上。熱壓結(jié)構(gòu)開口處兩側(cè)外壁上延伸設(shè)置限制條，便于卡頭鉤掛。操作工人首先將電機繞組需整型部分置于開口槽內(nèi)，電機繞組外放置一根頂壓條，使用電機繞組熱壓整形用夾具兩側(cè)卡頭鉤掛在熱壓結(jié)構(gòu)開口槽兩側(cè)限制條上。操作工人轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺柱使端頭靠近頂壓條最終抵緊頂壓條，利用調(diào)節(jié)螺柱頂推力及卡頭的鉤拉力，使夾具在熱壓結(jié)構(gòu)上固定，實現(xiàn)將電機繞組所需熱壓的部分頂壓在開口槽上。

圖2 電機繞組熱壓整形用夾具使用示意圖

4 創(chuàng)新點

（1）兩組卡頭結(jié)構(gòu)相向端面為弧形面，弧形面與卡頭內(nèi)外兩側(cè)面圓滑過渡，卡頭相向橫截面小于卡頭與卡部相連接橫截面，使卡頭易鉤拉熱壓機加熱結(jié)構(gòu)。

（2）卡頭與卡部圓環(huán)過渡，避免夾頭與熱壓機配合面之間存在鋒利棱邊，造成熱壓機損壞及夾持操作過程中鋒利棱邊刮傷電機繞組外絕緣層，從而使電機繞組穩(wěn)定性下降。

（3）卡部相向一側(cè)設(shè)計抵壓面與卡部相鄰側(cè)面之間形成倒角，避免卡部內(nèi)側(cè)面與熱壓機固定結(jié)構(gòu)接觸造成熱壓機損壞。

（4）利用調(diào)節(jié)螺柱相對旋轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動，使整個夾具通過調(diào)節(jié)螺柱正壓熱壓機上的電機繞組，提高固定效果，適配不同規(guī)格厚度的電機繞組。

（5）調(diào)節(jié)螺柱調(diào)節(jié)段向外一端端部上設(shè)計螺栓頭或內(nèi)六角孔，便于工人通過專用工具快速旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺柱轉(zhuǎn)動，同時在后期使用時減少與外部結(jié)構(gòu)的運動干涉。

（6）調(diào)節(jié)螺柱調(diào)節(jié)段上沿徑向方向設(shè)置至少一組穿孔，兩組穿孔交錯設(shè)計便于操作工人轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺柱，在狹小的空間內(nèi)可輪流利用兩組穿孔轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺柱。

（7）調(diào)節(jié)螺柱端頭設(shè)計為球形面，避免抵壓電機繞組的過程中端頭損傷電機繞組。

（8）端頭鉸接一塊壓桿，利用壓桿直接抵壓可使抵壓電機繞組更平整[5]。

5 結(jié)束語

線圈是發(fā)電機核心部件之一，線圈制造品質(zhì)決定發(fā)電機工作狀態(tài)及使用壽命。隨大型發(fā)電機單機容量隨工業(yè)生產(chǎn)要求不斷提升，發(fā)電機繞組定制工藝參數(shù)有更高標準，傳統(tǒng)大型發(fā)電機線圈制造工藝已無法滿足電機定制加工要求。對電機繞組熱壓整形用夾具進行創(chuàng)新設(shè)計，可適應(yīng)不同規(guī)格電機繞組的熱壓工作，使用方便，不易損傷電機繞組。使夾具通過調(diào)節(jié)螺柱正壓熱壓機上電機繞組，提高固定效果，提高線圈制造工藝精細度與質(zhì)量，保證線圈及發(fā)電機系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。