趙 東
(準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司設(shè)備維修中心,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)
準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司哈爾烏素露天礦所使用MT5500B 電動(dòng)輪自卸卡車,于2007 年開始投入生產(chǎn)當(dāng)中,主要負(fù)責(zé)露天礦巖石的剝離任務(wù),由于使用年限的增長(zhǎng),工作環(huán)境惡劣,卡車主發(fā)電機(jī)的各種電氣問(wèn)題隨之而來(lái),輔助勵(lì)磁定子繞組燒毀的現(xiàn)象也開始頻繁出現(xiàn),外委維修成本高、周期長(zhǎng),所以解決這一問(wèn)題也成為了一個(gè)重要的課題。經(jīng)過(guò)對(duì)輔助勵(lì)磁定子的拆卸研究,繪制出定子的電路圖,并且對(duì)線圈繞制工具進(jìn)行了制作,最終成功的對(duì)輔助勵(lì)磁定子進(jìn)行了修復(fù),并投入生產(chǎn),這項(xiàng)修復(fù)技術(shù)為礦區(qū)節(jié)約了維修成本,提高了MT5500B 自卸卡車的出動(dòng)率。
1)MT5500B 卡車主發(fā)電機(jī)輔助勵(lì)磁定子結(jié)構(gòu)。MT5500B 自卸卡車主發(fā)電機(jī)輔助勵(lì)磁定子由定子繞組、定子鐵芯、機(jī)座、絕緣材料和引線等部分組成[1]。定子繞組由24 個(gè)線圈組成,定子的鐵芯槽上寬30 mm、下寬50 mm、深58 mm,鐵芯的長(zhǎng)度為115 mm,絕緣材料有絕緣等級(jí)為H 級(jí)的絕緣紙、玻璃絲板槽簽、漆布管和絕緣漆等。
2)MT5500B 卡車主發(fā)電機(jī)輔助勵(lì)磁定子故障。MT5500B 自卸卡車主發(fā)電機(jī)輔助勵(lì)磁定子繞組損壞的主要原因:①主發(fā)電機(jī)輔助勵(lì)磁定子使用年限增加,繞組絕緣層老化,出現(xiàn)接地故障,電流突然增大使繞組燒毀[2];②主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸承損壞,轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)抖動(dòng),與輔助勵(lì)磁定子出現(xiàn)摩擦現(xiàn)象,在摩擦過(guò)程中將輔助勵(lì)磁定子的繞組絕緣層損壞;③主發(fā)電機(jī)輔助勵(lì)磁定子的鐵芯出槽口位置有尖毛刺,致使繞組絕緣破損,線圈對(duì)地?fù)舸?;④主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)行過(guò)程中,電機(jī)內(nèi)有部件松動(dòng)脫落,造成輔助勵(lì)磁定子的繞組損壞。
采用高溫加熱軟化絕緣的方法對(duì)MT5500B 卡車主發(fā)電機(jī)輔助勵(lì)磁定子繞組進(jìn)行拆除。將輔助勵(lì)磁定子放入烘干箱內(nèi),烘干箱溫度調(diào)節(jié)為170 ℃[3],為了在加熱過(guò)程中不損壞定子鐵芯的絕緣,一般拆卸繞組的加熱溫度不宜超過(guò)180 ℃,加熱時(shí)長(zhǎng)為6 h,達(dá)到定子繞組絕緣軟化的目的。使用小鐵錘、剃刀、小撬棍對(duì)繞組線圈接線處進(jìn)行絕緣拆除。
研究出繞組接線電路圖后就對(duì)定子繞組進(jìn)行拆除,先用手鋸把鐵芯外繞組線圈據(jù)開一部分,再用剃刀、小鐵錘、小撬棍、尖嘴鉗、打棒對(duì)一組線圈進(jìn)行拆除,拆除過(guò)程中要小心謹(jǐn)慎,避免對(duì)定子鐵芯照成損傷,清點(diǎn)拆出一組線圈的匝數(shù),研究其繞線方式并做好記錄。1 個(gè)線圈共66 匝,其中5 根為1 匝,漆包線線徑為1.28 mm,絕緣等級(jí)為H 級(jí)。
繞組結(jié)構(gòu)研究完成后對(duì)輔助勵(lì)磁定子進(jìn)行再次加熱,對(duì)繞組進(jìn)行拆除,如此反復(fù)將線圈全部拆除,拆除過(guò)程中要避免對(duì)定子鐵芯的損傷。
輔助勵(lì)磁定子的線圈拆除完成后,就要對(duì)其鐵芯進(jìn)行全面的清理工作。先將輔助勵(lì)磁定子放入烘干箱內(nèi),烘干箱溫度調(diào)節(jié)為150 ℃左右對(duì)鐵芯進(jìn)行加熱,加熱時(shí)間為4 h,確保輔助勵(lì)磁定子上的殘留絕緣軟化[4],然后用剃刀、小鐵錘將其剔除,然后用板銼對(duì)剔除絕緣留下的鐵芯毛刺進(jìn)行處理,將其慢慢的打磨掉,先用100 目(φ150 μm)剛玉砂布粗打磨,再用500 目(φ25 μm)耐水砂紙打磨光滑,要做到鐵芯槽內(nèi)無(wú)殘留絕緣與鐵芯毛刺,槽口平整光滑,槽簽位干凈無(wú)絕緣漆殘留,最后使用空壓機(jī)將鐵芯內(nèi)灰塵和鐵末等異物吹干凈。
輔助勵(lì)磁定子線圈模具的制作,采用的是墊木板進(jìn)行制作,線圈模具中心繞線部分的長(zhǎng)為140 mm,寬為60 mm,高為30 mm,以及線圈模具的兩側(cè)夾板的長(zhǎng)為160 mm,寬為100 mm,厚為10 mm,使用電鉆將繞線模具和夾板截面打通直徑10 mm 為的2 個(gè)固定孔,用直徑為9.5 mm,長(zhǎng)為90 mm 的雙頭螺桿將繞線模具部件連接固定在一起,雙頭螺桿兩端使用14 的螺母固定鎖緊,在模具的夾板截面中心處用電鉆打通直徑18 mm 的繞線機(jī)連接孔,最后在模具的中心繞線區(qū)墊長(zhǎng)350 mm 寬60 mm 的H 級(jí)絕緣紙,避免在繞制線圈的過(guò)程中,模具表面毛刺將漆包線絕緣漆劃破,最后使用絕緣膠帶將接口粘貼好。
準(zhǔn)備線徑為1.28 mm 的絕緣等級(jí)為H 級(jí)漆包線共5 包,將線圈模具連接孔穿入繞線機(jī)的繞線螺桿上,并使用扳手將繞線螺桿螺母鎖緊,將5 包漆包線依次放置在繞線架上,5 根漆包線并繞在繞線模具上,打開繞線機(jī)開關(guān),設(shè)置每組線圈繞制的圈數(shù)為66,以逆時(shí)針?lè)较蚶@66 圈,繞制完成后,在線圈尾部預(yù)留10~12 cm 處用偏口鉗將5 根漆包線全部剪斷,打開固定螺母拆下線圈模具,打開兩側(cè)夾板螺栓,去除一側(cè)的夾板將線圈完整取出。依次重復(fù)以上的線圈繞制步驟,共需繞制相同的線圈26 個(gè),其中嵌線需要使用24 個(gè)線圈,為防止在嵌線過(guò)程中出現(xiàn)線圈損傷,而預(yù)留2 個(gè)為備用線圈。
嵌線前準(zhǔn)備的材料和工具:絕緣等級(jí)為H 級(jí)厚度為0.2 mm 絕緣紙,使用裁紙刀裁出48 張長(zhǎng)為210 mm,寬為150 mm 的槽紙;槽簽使用長(zhǎng)為130 mm,寬為30 mm,厚為1.5 mm 的玻璃絲板24 根;厚為0.2 mm,寬為25 mm 的玻璃絲帶2 卷;厚為5 mm,長(zhǎng)為40 mm,寬為50 mm 的毛氈48 塊;墊木棒2 根,劃線板1 個(gè),小橡皮錘1 把,小鐵錘1 把,彎頭長(zhǎng)柄剪刀1 把。
在1 個(gè)鐵芯塊的兩側(cè)槽內(nèi)分別墊2 張槽紙,將繞制好的線圈穿過(guò)鐵芯塊放入鐵芯槽中,放入的過(guò)程中要注意保護(hù)好線圈,防止鐵芯將線圈的絕緣漆劃破,不斷的使用劃線板將線圈分批次的劃如槽內(nèi),放入兩端槽內(nèi)后,使用橡皮錘和劃線板對(duì)線圈進(jìn)行整形,使線圈的漆包線均勻的分布在槽的上下部分,有利于其他線圈的嵌線工作。再在相鄰鐵芯槽中墊槽紙2 張,使用劃線板按相同的方法將另一組線圈放入相鄰的鐵芯槽中,使用剪刀將距槽5 mm 處多余的絕緣紙剪掉,使用劃線板將絕緣紙分別壓入槽內(nèi),作為槽簽與線圈的絕緣層間墊,用小鐵錘、墊木棒將槽簽打入鐵芯槽簽口內(nèi),槽簽打入過(guò)程中要注意層間墊的損壞。用玻璃絲帶將兩線圈的首尾綁好固定,再用橡皮錘、墊木棒將線圈形狀整理好,最后將毛氈卷成圓筒狀塞入鐵芯與線圈的空隙處,起到固定線圈的作用,防止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng),從而發(fā)生線圈絕緣損壞的現(xiàn)象。不斷的重復(fù)上面的嵌線過(guò)程,用同樣的方法依次將線圈下入鐵芯槽內(nèi),在嵌線過(guò)程中要保護(hù)好線圈,防止將線圈表面絕緣漆劃破,并且要做好線圈整形工作,最終嵌好的線圈首尾部都不宜超過(guò)距鐵芯處35 mm。使用刮漆機(jī)對(duì)需要連接的漆包線進(jìn)行刮漆,達(dá)到表面的絕緣漆清理干凈后,根據(jù)輔助勵(lì)磁定子繞組接線電路圖,對(duì)線圈進(jìn)行接口的連接工作。
用石棉將需要焊接的連接線線圈周圍包好,防止在焊接鏈線的過(guò)程中將周圍的線圈絕緣燒毀。電烙鐵插上電源等待5 min,使電烙鐵的焊接面達(dá)到焊錫融化的溫度,用鉗子將電烙鐵頭與連接線夾在一起,等待1 min 后連接線溫度升高至焊錫融化,將焊錫融化存滿連接線縫隙,依次將連接線焊接[5],要求焊接完成后焊接點(diǎn)牢固可靠。最后在2 條引出線的端口,使用壓線鉗分別安裝1 個(gè)能夠承受電流為20 A 的銅線鼻子,并使用焊錫焊接,將連接線焊接好后用板銼將焊接突起毛刺打磨處理掉,再用漆布管將焊接好的連接線包裹好,最后將墊好的毛氈拿掉,用玻璃絲綁帶將線圈與連接線固定好,固定完成后再將毛氈填充在線圈與鐵芯的夾縫中。
將放輔助勵(lì)磁定子入烘干箱內(nèi),溫度調(diào)節(jié)為(90±5)℃,加熱的時(shí)間為3 h,目的時(shí)為了將輔助勵(lì)磁定子內(nèi)部的水分加熱散發(fā)出去。加熱完成后,將輔助勵(lì)磁定子吊運(yùn)出去,待輔助勵(lì)磁定子自然冷卻至表面的溫度達(dá)到(50±5)℃,浸漆前要先用空壓機(jī)風(fēng)管將輔助勵(lì)磁定子吹干凈,做到輔助勵(lì)磁定子無(wú)灰塵、雜質(zhì),避免浸漆后灰塵和雜質(zhì)附著在輔助勵(lì)磁定子上,影響輔助勵(lì)磁定子的性能穩(wěn)定性。
將輔助勵(lì)磁定子吊運(yùn)至專用的浸漆筐內(nèi),將浸漆筐吊入進(jìn)打開的浸漆罐內(nèi),關(guān)閉浸漆罐蓋,打開輸漆罐與浸漆罐間閥門,輸漆罐加壓,將浸漬漆壓入浸漆罐內(nèi),輸漆完成后,關(guān)閉輸漆罐與浸漆罐間閥門,打開浸漆罐上真空閥與真空泵,浸漆罐內(nèi)進(jìn)行抽取真空[6],抽真空成后保持浸漆罐內(nèi)真空狀態(tài)40 min,打開輸氣閥,再對(duì)浸漆罐進(jìn)行輸氣加壓,保持壓力表的數(shù)值為0.5 MPa 左右,壓力保持時(shí)間為3 h,以保證浸漬漆壓入線圈與鐵芯上。
完成以上步驟的浸漆工作后,打開輸氣閥使浸漆罐內(nèi)氣壓恢復(fù)為正常氣壓,打開浸漆罐蓋,將輔助勵(lì)磁定子的浸漆筐吊出,在浸漆罐上方保持控漆20 min,控漆過(guò)程中要注意通風(fēng),保持周圍空氣通暢。
將輔助勵(lì)磁定子放入烘干箱內(nèi),調(diào)節(jié)好溫度為(100±5)℃,加熱時(shí)長(zhǎng)為6 h。待加熱工作結(jié)束后對(duì)輔助勵(lì)磁定子進(jìn)行二次浸漆[7],第2 次浸漆的時(shí)間為3 h,第2 次浸漆完成后,繼續(xù)吊運(yùn)浸漆筐放入(100±5)℃烘干箱內(nèi)加熱,二次加熱時(shí)間變?yōu)?0 h,為了更好的固化輔助勵(lì)磁定子內(nèi)的浸漬漆。
MT5500B 卡車主發(fā)電機(jī)輔助勵(lì)磁定子浸漆干燥完成后,對(duì)其進(jìn)行各項(xiàng)實(shí)驗(yàn),首先用2 500 MΩ 搖表測(cè)量絕緣電阻,絕緣電阻值大于1 000 MΩ[8],線圈匝間耐壓無(wú)異常,對(duì)地工頻耐壓無(wú)異常,輔助勵(lì)磁定子的實(shí)驗(yàn)合格。
為了解決MT5500B 電動(dòng)輪卡車主發(fā)電機(jī)輔助勵(lì)磁定子繞組損壞的問(wèn)題,研究出輔助勵(lì)磁定子繞組的維修方案,不僅解決了輔助勵(lì)磁定子繞組燒毀無(wú)法維修的問(wèn)題,節(jié)約了維修成本,同時(shí)也提高了MT5500B 電動(dòng)輪卡車的使用率。