范 銳

（佳木斯電機(jī)股份有限公司，黑龍江 佳木斯 154002）

1 電機(jī)制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 工藝特點(diǎn)

電機(jī)制造工藝屬于機(jī)械制造的范疇。除了機(jī)械制造工藝的一般特點(diǎn)外，它還具有自己的特點(diǎn)，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：電機(jī)的型號(hào)很多，每一個(gè)品種又分為多個(gè)規(guī)格；這些部件不僅有機(jī)械連接，還具有電、磁、熱等相互作用。要求零件的制造質(zhì)量必須符合標(biāo)準(zhǔn)。如果個(gè)別零件有缺陷，會(huì)影響電機(jī)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致電機(jī)損壞；有許多制造過程和復(fù)雜的過程。除常規(guī)加工外，有些零件需要特殊加工工藝，如卷繞、鐵芯等；制造電機(jī)的原材料有多種品種規(guī)格，包括傳統(tǒng)的金屬材料和導(dǎo)電、磁性、絕緣材料[1]。

1.2 過程狀態(tài)

電機(jī)制造工藝主要包括以下內(nèi)容：鐵芯制造、繞組制造等。具體流程狀態(tài)如下：

1.2.1 鐵芯的制造工藝

在電機(jī)的結(jié)構(gòu)中，鐵芯是不可缺少的重要部件之一，其制造工藝直接影響電機(jī)的性能。鐵芯制造工藝包括以下兩部分，即沖孔制造和鐵芯壓力機(jī)配件。硅鋼片的厚度決定了電機(jī)鐵芯的損耗。為了減少鐵芯的損失，應(yīng)選用薄的硅鋼片，但過薄的硅鋼片機(jī)械強(qiáng)度不夠，鐵芯的制造時(shí)間會(huì)增加。沖壓保溫厚度所占比例在貼合后會(huì)增大，鐵芯本身的貼合系數(shù)會(huì)減小，橫截面積會(huì)減小。因此，在電機(jī)制造過程中，需要選擇合適厚度的硅鋼片。鐵芯沖壓按形狀可分為以下幾種類型：圓形、扇形、鏟形等，不同型號(hào)電機(jī)采用的沖壓形狀不同。定子鐵芯常用的壓機(jī)安裝方法有外壓機(jī)安裝和內(nèi)壓機(jī)安裝兩種。在外壓配合時(shí)，通過沖孔片內(nèi)圓定位，然后將沖孔片堆疊，將溝槽樣棒插入四周的四個(gè)溝槽內(nèi)，通過加壓使壓裝膨脹輪胎膨脹，擴(kuò)大鐵芯內(nèi)圓，壓緊鐵芯，放入卡扣后，將兩端彎曲，并將鐵芯端面牢固扣緊，使鐵芯整體成型；內(nèi)壓組件使用底座將支柱銷和弧鍵固定在鐵芯肋上，以避免鐵芯軸向移動(dòng)。內(nèi)部按擬合的過程中，把繪畫和齒壓板壓力基本修復(fù)鐵芯肋骨的肩膀，把沖進(jìn)基地先后根據(jù)標(biāo)記槽和銷孔的外圓，并完成外圓定位打孔。最后按下鐵芯，放置電弧鍵，將電弧鍵與壓環(huán)焊接連接，使鐵芯固定在底座上。與外壓配合相比，內(nèi)壓配合工藝不需要使用輪胎膨脹，模具結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單[2]。

1.2.2 電機(jī)零件的加工工藝

機(jī)械加工是整個(gè)電機(jī)制造的基石。幾乎所有涉及整臺(tái)機(jī)器裝配的部件在加工后都能正確地組合成一個(gè)整體的電機(jī)。圍繞定子和轉(zhuǎn)子的鐵心，基座、定子鐵心、端蓋、軸、轉(zhuǎn)子鐵心和換向器是加工的重中之重。以底座和端蓋為例，底座支承和固定定子鐵芯和端蓋保證了定子和轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置。具有較高的加工精度。如果尺寸加工超差，輕殼會(huì)導(dǎo)致返工，影響生產(chǎn)進(jìn)度，重殼會(huì)嚴(yán)重影響電機(jī)性能，甚至燒壞電機(jī)。常用的加工工藝包括端面和端面的車削，底腳表面的銑削和孔的鉆孔。一方面，端蓋多為薄壁件，通常采用大中型電機(jī)底座的焊接結(jié)構(gòu)。由于夾緊不小心，這些結(jié)構(gòu)容易變形。一般情況下，野牛爪加工后，尺寸會(huì)發(fā)生較大的變化，導(dǎo)致常見的橢圓現(xiàn)象。它要求工人師傅要有良好的經(jīng)驗(yàn)，掌握夾緊力，沒有可靠的判斷標(biāo)準(zhǔn)，很多時(shí)候，一些企業(yè)為了使裝配容易，會(huì)增大擋塊之間的配合間隙，這實(shí)際上是飲鴆止渴，這不利于提高電機(jī)的整體質(zhì)量；另一方面，螺紋走不動(dòng)規(guī)的失效是許多企業(yè)普遍存在的問題。有的企業(yè)甚至不在檢查范圍內(nèi)，對(duì)螺紋質(zhì)量問題視而不見。

1.2.3 核心制造工藝

鐵芯是電機(jī)的有效部件之一。鐵芯的制造工藝對(duì)電機(jī)的可操作性有很大的影響，主要分為沖孔制造和鐵芯分層制造。沖孔件由沖床加工，用模具保證精度。在自動(dòng)支撐下，生產(chǎn)率非常高，但目前，首先是模具制造周期非常長(zhǎng)，制造成本非常高，模具維修不方便，容錯(cuò)率非常低；第二，目前很多企業(yè)的自動(dòng)化似乎只是半自動(dòng)化。在實(shí)際使用中，自動(dòng)化設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)故障。例如下料后吸盤不能成功取出沖孔件，往往需要人工取出。定子沖孔片的沖孔槽切入內(nèi)圈和轉(zhuǎn)子沖孔片的沖孔軸孔后，還需要人工搬運(yùn)，包括后續(xù)沖孔片的堆垛，要真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，首先需要很高的設(shè)備投資。其次，它可以很好地適應(yīng)現(xiàn)有的工藝路線，甚至可以改變企業(yè)的制造工藝習(xí)慣。設(shè)備可以用錢解決，但改變習(xí)慣是一件困難的事情。因此，真正實(shí)現(xiàn)沖壓制造自動(dòng)化還有很長(zhǎng)的路要走。

1.2.4 線圈制造工藝

繞組分為電樞繞組和磁極繞組。根據(jù)結(jié)構(gòu)和制造方法的不同，可分為松散纏繞和成形纏繞。以形成繞組為例，過程如下：繞組（繞組死）-張緊和復(fù)雜（張緊機(jī)和復(fù)雜的死）-國(guó)際米蘭匝絕緣膠凝（熱壓模）-包絕緣（膠帶包裝機(jī)和手提包）-熱壓固化，此外，絕緣貫穿其核心。由此可見，卷繞制造工藝復(fù)雜，與電氣性能密切相關(guān)，是對(duì)企業(yè)電氣技術(shù)水平的檢驗(yàn)。繞組是用漆包線纏繞在電機(jī)上的線圈的組合。電感和電抗是與繞組關(guān)系最密切的參數(shù)[3]。

2 電機(jī)制造工藝的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 設(shè)備及自動(dòng)化升級(jí)

在設(shè)備方面：第一，為了節(jié)約成本，很多企業(yè)一直在使用報(bào)廢邊緣加工設(shè)備或者一些陳舊的二手設(shè)備。有些人甚至不做設(shè)備的日常維護(hù)。紡錘用肉眼敲擊，工作仍在進(jìn)行。怎樣才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量？要想做好，首先要使用它的工具，而設(shè)備的升級(jí)其實(shí)是很多企業(yè)的普遍現(xiàn)象，刻不容緩。許多工藝問題實(shí)際上是加工后的遺留問題。如果在處理前能打好基礎(chǔ)，后續(xù)的問題就會(huì)少一些。第二，使用特殊的加工設(shè)備，主要是針對(duì)一些大批量的產(chǎn)品。以箱體電機(jī)焊接底座的加工為例。一般來說，立式車床加工總長(zhǎng)度、內(nèi)圓和停機(jī)。如果底座比較長(zhǎng)，立式車床往往不能一次加工到位，還必須翻轉(zhuǎn)總長(zhǎng)度方向進(jìn)行夾緊。眾所周知，重復(fù)夾緊加工中最禁忌，每個(gè)內(nèi)部圈子的集中性，停止和鐵芯塊底部非常高，除了不一致引起的數(shù)據(jù)重復(fù)夾緊，焊接件的翻轉(zhuǎn)也將導(dǎo)致幾何公差的加工尺寸的變化，這樣的損失不值得。

2.2 模具的靈活設(shè)計(jì)與應(yīng)用

模具通用性設(shè)計(jì)：對(duì)于一些產(chǎn)品型號(hào)多、中心高、范圍廣、同種電機(jī)訂單少的企業(yè)，模具設(shè)計(jì)往往滿足一次性使用的需求，然后就失去了使用價(jià)值。以卷繞模具為例，一旦使用，進(jìn)入模具倉庫可能意味著“今生未見”，造成很大的浪費(fèi)和損失。很多企業(yè)利用工具改造來利用剩余價(jià)值，但這并不能根治問題。如果很難改變，就得換新，浪費(fèi)人力很長(zhǎng)時(shí)間。第一次模擬考試也是從總體設(shè)計(jì)上考慮的。它真的可以想到一種方法來調(diào)整工具到一定程度。柔性工裝的應(yīng)用：例如疊層工裝的死胎結(jié)構(gòu)可以改成伸縮結(jié)構(gòu)。無論是采用液壓結(jié)構(gòu)還是螺紋結(jié)構(gòu)，都具有良好的除胎性能和適用性；夾具擋塊改為卡盤定位，鉆套由固定式改為可更換式，可滿足多直徑擋塊定位和鉆多直徑孔位。

2.3 技術(shù)和質(zhì)量是核心競(jìng)爭(zhēng)力

俗話說，酒香不怕巷深。在我看來，技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量是核心競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)。技術(shù)需要人才，質(zhì)量需要工匠精神。培養(yǎng)和儲(chǔ)備技術(shù)人才，人才是企業(yè)的活水，尤其是技術(shù)，但很少有人愿意為技術(shù)獻(xiàn)身。第一，當(dāng)前的社會(huì)氛圍是浮躁的，很多大學(xué)畢業(yè)生不愿意從事技術(shù)工作。第二，很多技術(shù)人員在工作一段時(shí)間后會(huì)感到辛苦和無聊。第三，優(yōu)秀技術(shù)人員的培訓(xùn)周期很長(zhǎng)，通常需要7-8 年。第四，整體制造環(huán)境不太重視技術(shù)。中國(guó)的電機(jī)制造已有60 多年的歷史。雖然晚了100 多年，但它發(fā)展迅速，以其高質(zhì)量和低價(jià)格在國(guó)際市場(chǎng)上占有很大的份額。從表面上看，雖然制造工藝已經(jīng)成熟，但實(shí)際制造工藝中仍有許多問題需要解決，這些問題限制了電機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，阻礙了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，必須采取相關(guān)措施加以改善，充分研究和把握其發(fā)展趨勢(shì)。電機(jī)作為一種電磁裝置，應(yīng)用廣泛。電機(jī)的制造過程與產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)。在電機(jī)制造的過程中，相同的設(shè)計(jì)，相同的原材料，電機(jī)的質(zhì)量往往會(huì)有很大的差異。最大的區(qū)別是線圈絕緣的耐壓強(qiáng)度，約為80%，其次是耗鐵值，約為40%，這使得電機(jī)的使用壽命不同。之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況，主要是因?yàn)樗x的裝配工藝并不完美。由于在電機(jī)制造過程中，有些缺陷無法通過零件檢查發(fā)現(xiàn)，所以將有缺陷的零件用于電機(jī)，導(dǎo)致電機(jī)質(zhì)量下降，使用壽命縮短。隨著市場(chǎng)對(duì)電機(jī)的需求不斷增加，電機(jī)的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大。為了生產(chǎn)出高質(zhì)量的電機(jī)產(chǎn)品，必須采用合理可行的工藝方案和方法，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程的要求。未來電機(jī)制造工藝應(yīng)向綠色和柔性方向發(fā)展。

3 電機(jī)應(yīng)用管理

3.1 電機(jī)應(yīng)用管理的目的

電機(jī)應(yīng)用管理的主要目的包括兩個(gè)方面。一方面是規(guī)范電機(jī)的使用，盡量減少對(duì)電機(jī)的損壞，積極做好日常保養(yǎng)工作。另一方面是在電機(jī)出現(xiàn)問題或故障后進(jìn)行責(zé)任追究和后續(xù)處理，以保證及時(shí)性和責(zé)任性。

3.2 電機(jī)應(yīng)用管理方法

電機(jī)應(yīng)用管理方法包括制定管理制度、完善管理部門、明確管理職責(zé)。制度的確定包括電機(jī)征用、電機(jī)檢查、故障分析與處理、獎(jiǎng)懲制度等；管理部門的設(shè)立包括三個(gè)部分：管理責(zé)任的明確包括管理人員的直接替換和發(fā)生重大責(zé)任事故時(shí)的相關(guān)處罰，從而確保事故責(zé)任能夠落實(shí)到個(gè)人身上，能夠及時(shí)處理和解決[4]。

3.3 電機(jī)常見故障

3.3.1 機(jī)械故障

掃孔故障是電機(jī)運(yùn)行中常見的機(jī)械故障。主要原因是電機(jī)底座加工設(shè)備的特殊性以及加工過程中所采用的壓合工藝。根據(jù)部件的不同，可簡(jiǎn)單分為定子大頭鐵芯、定子大頭端頭、轉(zhuǎn)子或底座等。定子鐵芯掃孔故障除了本身的質(zhì)量問題外，也與引入底座的過程密切相關(guān)。質(zhì)量問題包括表面凸片、鐵刺、馬蹄鐵或分層問題。引入過程中出現(xiàn)的問題包括不對(duì)準(zhǔn)、大頭沖頭擠壓或底座變形等。另外，如果鐵芯的內(nèi)圓低于定子的槽楔，這也會(huì)導(dǎo)致艙室清掃的問題。因此，在安裝底座時(shí)要注意強(qiáng)度和時(shí)間，避免因粗放操作造成的質(zhì)量隱患。雖然在實(shí)際運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)子偏心引起的掃孔問題很少出現(xiàn)，但如果問題無法消除或原因不明，則可以適當(dāng)考慮。底座本身的質(zhì)量控制，包括端面、止點(diǎn)、外緣的處理整齊光滑，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求。

3.3.2 機(jī)械噪聲

噪聲的產(chǎn)生伴隨著電機(jī)故障的發(fā)生。它不僅可以作為判斷故障的標(biāo)準(zhǔn)，還可以為故障排除提供信息確認(rèn)。根據(jù)噪聲產(chǎn)生的不同，可簡(jiǎn)單地分為導(dǎo)風(fēng)板異常噪聲、高頻和低頻電磁噪聲、由高到低的沉悶噪聲、軸承噪聲或不均勻碰撞聲等。擋風(fēng)玻璃的異響直接代表非標(biāo)裝配工藝或非標(biāo)加工。這些質(zhì)量問題直接導(dǎo)致依從性下降和摩擦的產(chǎn)生。如果風(fēng)擋板焊接質(zhì)量太粗糙，也會(huì)導(dǎo)致異響的發(fā)生。電磁聲的發(fā)生通常與轉(zhuǎn)子的外徑、表面或材質(zhì)密切相關(guān)。如果轉(zhuǎn)子電磁切割用鐵芯的內(nèi)腔不好或不光滑，也會(huì)發(fā)生異響。在判斷問題原因的過程中，要進(jìn)行綜合考慮和排除。沉重的消音很容易判斷，因?yàn)樗诋a(chǎn)生的過程中是高低交替的。產(chǎn)生這種噪聲的主要原因有三個(gè)方面：鐵芯松動(dòng)、軸承磨損和電流不平衡。軸承的磨損不僅會(huì)加重?fù)p耗，而且還會(huì)降低轉(zhuǎn)子和定子的同心度，導(dǎo)致噪聲不均勻。此外，如果電流不平衡或聲音過鈍，很可能與斷相操作、接地錯(cuò)誤、過載等問題有關(guān)。軸承噪聲具有金屬摩擦“吱吱”聲的特征，與球產(chǎn)生的“唧唧”聲明顯不同。在判斷的過程中，應(yīng)該仔細(xì)區(qū)分。

4 電機(jī)保養(yǎng)方法

4.1 掃膛保養(yǎng)

電機(jī)室掃的維護(hù)主要是判斷室掃的狀況和位置。當(dāng)過錯(cuò)輕時(shí)，電機(jī)的主要特點(diǎn)是外表面溫度高，去除外殼后內(nèi)層可能會(huì)出現(xiàn)紫色和藍(lán)色的劃痕。產(chǎn)生這些問題的原因主要是電機(jī)頻繁拆裝或表面加工精度差。在處理過程中，根據(jù)損壞程度，擦拭、涂抹潤(rùn)滑脂或更換。

4.2 軸承的維護(hù)

軸承是保證電機(jī)穩(wěn)定、高效運(yùn)行的關(guān)鍵部件。一般情況下，如有磨損，應(yīng)及時(shí)更換，以免出現(xiàn)更大的質(zhì)量問題。但是，由于經(jīng)濟(jì)條件的限制和對(duì)資源保護(hù)重視程度的提高，目前的處理方法通常采用堆焊修復(fù)。

4.3 日常維護(hù)

日常維護(hù)電動(dòng)機(jī)故障控制具有重要意義，包括清潔工作環(huán)境上的灰塵和油污，檢查起動(dòng)設(shè)備和連接螺絲是否被燒毀或松散，控制空氣濕度，以保證電動(dòng)機(jī)的絕緣，防止腐蝕性氣體或含水量過高損壞絕緣材料。

5 結(jié)語

電機(jī)制造過程涉及生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量等諸多因素。研究電機(jī)的制造工藝對(duì)全面提高電機(jī)的綜合性能具有重要意義。在此基礎(chǔ)上，從分析電機(jī)制造技術(shù)的現(xiàn)狀入手，提出電機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。希望本文的研究能有助于提高電機(jī)的制造技術(shù)水平，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。