混合動力電機裝配工藝的優(yōu)化

盧健林

（廣西玉柴機器股份有限公司，廣西 玉林 537005）

玉柴具有自主知識產(chǎn)權(quán)的YCHPT（Yuchai Hybrid Technique）混合動力系統(tǒng)，采用同軸串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 YCHPT混合動力系統(tǒng)

發(fā)動機與傳遞大扭矩的同步電機同軸布置，自動離合裝置位于發(fā)動機與電機之間，結(jié)構(gòu)緊湊，機械效率高，可靠性好，在廣州、昆明、重慶多條公交線路試用，綜合節(jié)油節(jié)氣率達25%。

混合動力電機裝配工藝流程如圖2所示。

電機是系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，可實現(xiàn)助力、發(fā)電、回饋、快速啟動等多種混合動力功能。為了有效減少該混合動力總成的總質(zhì)量和體積，電機采用低速大扭矩薄型永磁同步電機，電機軸向尺寸極為緊湊。

圖2 混合動力電機裝配流程圖

在前期試制過程中發(fā)現(xiàn)，電機的一次裝配合格率較低，僅為75.26%，返工返修造成人力物力的極大浪費，且對混合動力系統(tǒng)及時交貨造成很大的影響。

2 裝配不合格的原因分析

對不合格因素進行匯總分析，結(jié)果如圖3所示：

圖3 電機裝配不合格因素

從圖3可知，造成電機裝配不合格的主要因素為：轉(zhuǎn)子鋼片折損，轉(zhuǎn)動部件不平衡量超標(biāo)，繞組絕緣耐壓測試不達標(biāo)，磁鋼安裝不到位，三相引出線端頭斷線。

經(jīng)過對裝配工藝進行分析、對裝配現(xiàn)場進行調(diào)查，找出了導(dǎo)致上述不合格因素的原因如下：

（1）轉(zhuǎn)子鋼片折損。轉(zhuǎn)子鋼片厚度較薄，僅為0.35 mm，且與轉(zhuǎn)子為過定位，安裝時鋼片發(fā)生很大的變形，容易導(dǎo)致折損，且裝到位后還需要用工裝把鋼片壓平，每壓裝一片鋼片，均需進行壓平操作，導(dǎo)致效率低下。

（2）轉(zhuǎn)動部件不平衡量超標(biāo)。轉(zhuǎn)子動平衡后再安裝彈性連接盤，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動部件不平衡量超標(biāo)，存在軸承壽命縮短的隱患；

（3）繞組絕緣耐壓測試不達標(biāo)。繞組絕緣耐壓檢測時，波形變化不明顯，難以判斷繞組品質(zhì)；

（4）磁鋼安裝不到位。轉(zhuǎn)子在安裝磁鋼時，磁鋼沿轉(zhuǎn)子鐵芯邊沿放入，磁鋼與鐵芯之間吸引力大，導(dǎo)致磁鋼不能準(zhǔn)確到位，且裝配效率低；

（5）三相引出線端頭斷線。三相引出線在浸漆時，絕緣漆進入防護劑與銅線之間的空隙，烘干硬化后，把多根銅線粘連在一起。浸漆后壓裝端頭時，漆包線浸漆后變硬，工人分開銅線非常吃力，且容易把銅線掰壞，刮漆困難、存在刮斷線現(xiàn)象，影響可靠性。

3 裝配工藝的改進

3.1 工藝改進的思路

依據(jù)上述調(diào)查結(jié)果，經(jīng)分析改進方向如下：

（1）疊裝轉(zhuǎn)子鋼片是一片片放入轉(zhuǎn)子卡槽后壓緊，容易折損鋼片，且效率極低。改進思路：把轉(zhuǎn)子鋼片按指定數(shù)量，在工裝上預(yù)先焊接成一個整體，既可以避免壓裝中大的變形，也省去了壓平的操作，極大地提高效率；

（2）原流程轉(zhuǎn)子動平衡后裝配彈性連接盤，主要出于物流的考慮，為了減少存料空間。經(jīng)優(yōu)化存放貨架后，可將彈性連接盤裝配在轉(zhuǎn)子上一起動平衡，既可以保證動平衡精度，對存放空間的影響也在接受范圍內(nèi)；

（3）波形不明顯，主要原因在于各線圈已經(jīng)連成三相，每相有12個線圈，僅僅1個線圈出現(xiàn)繞線絕緣層破損時，較易被其余線圈平均分?jǐn)倻y試電壓，難以檢出波形變化。改進方向為：考慮對每個線圈單獨進行絕緣耐壓測試；

（4）原壓磁鋼工裝，出于制造取料方便考慮，采用的是鋼材，與強力磁鋼兩者相吸，且磁鋼較為光滑，導(dǎo)致工人難以控制裝配過程。改進思路：換用不帶磁性的黃銅材料做工裝，避免磁鋼與工裝導(dǎo)向部位的強力吸引；

（5）三相引出線端頭斷線改進思路。先把端頭壓在引出線上，對端頭進行防護避免浸漆時絕緣漆涂上端頭，再進行浸漆，浸漆后不需再進行刮線。

3.2 工藝改進的實施

根據(jù)改進方向，通過大量對比試驗，確定進行如下改進：

（1）轉(zhuǎn)子鋼片整體焊接后，再壓入轉(zhuǎn)子；

（2）彈性連接盤與轉(zhuǎn)子裝配后進行動平衡，保證轉(zhuǎn)動部件的動平衡精度；

（3）在線圈連接成三相前，對單個線圈進線絕緣耐壓測試；

（4）裝磁鋼工裝采用黃銅做導(dǎo)向部位；（5）三相引出線壓裝端頭后進行浸漆。

4 結(jié)束語

實施上述工藝改進后，原工藝流程存在的轉(zhuǎn)子鋼片易折損、轉(zhuǎn)動部件動平衡量超標(biāo)、繞組質(zhì)量難以判定、磁鋼裝配不到位且效率低下、三相引出線刮斷線的現(xiàn)象不復(fù)存在，裝配出來的混合動力電機，一次裝配合格率95.31，%，較好地保證了混合動力系統(tǒng)的交貨進度。

[1]王永昌.電機制造工藝學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1984.

[2]張永平，阮寧生.永磁同步電機磁體裝配工藝探討[J].電機技術(shù)，2006，2）：50-51.