汽輪發電機（空冷）轉子銅排沖孔拖動機構的改進設計與制造

摘 要：汽輪發電機（空冷）轉子銅排沖孔拖動機構是用來完成銅排沖孔工序的專用工藝裝備。其工作原理是將沖模安裝在沖床上，將銅排一端穿過沖模定位槽與托動設備連接并固定，不同產品配置專用的節距定位尺板來控制產品節距（孔間距），通過拖動機構與沖床沖孔之間有規律的聯動，來完成轉子銅排沖孔工序。本文闡述了銅排沖孔工序專用托動機構的設計、制造。解決以往拖動設備噪音大、定位機構不合理、設備運行不穩定、產品質量逐年下降等難題，并對其技術細節進行了描述，其經驗對同行業具有借鑒意義。

關鍵詞：汽輪發電機（空冷）；轉子銅排；沖模；沖孔；拖動；節距定

引言

汽輪發電機（空冷）轉子銅排沖孔拖動機構的運行穩定性及設計可靠性，是確保生產進度，降低設備故障提高生產效率的基礎，是保證產品質量的關鍵。以往拖動機構的設計是采用氣動馬達作為驅動源，作業現場噪音大，嚴重影響員工的身心健康，且氣動馬達部件及定位板等易損件頻繁更換，導致設備維修停機率高，，嚴重制約生產的正常進行，產品質量難以保證。

1 氣動馬達拖動機構運動特點、存在問題及缺陷

1.1 氣動馬達拖動機構與床沖的配合工作流程是：

1）定位（定位板與定位銷充分接觸并保持），2）沖孔，3）定位板上移（取消與定位銷的定位），4）拖料機構前行一個節距定位（定位板下移再次定位），重復上述1～4的動作完成銅排沖孔工作。

值得注意的是，在動作3發生的過程中，由于氣動馬達的工作原理，使拖動機構上的定位板與定位尺板上的定位銷分離時產生相對摩擦，長期使用造成定位板磨損，使產品節距發生相對改變，孔節距超出產品圖紙規定的公差范圍，導致加工工件報廢，不及時更換定位板將嚴重影響產品質量，造成產品加工、原材料、人工等浪費，給企業造成損失，頻繁更換定位板也將造成生產停機損失。為了解決這些問題，降低廢品率，保證產品質量，設計技術先進、結構合理的新型銅排沖孔拖動機構是十分必要的。

1.2 氣動馬達拖動機構的工作原理

氣動馬達拖動機構的工作原理是在一定壓力的風源作用下，連續輸出一個單一方向（即拖料機構移動方向）的動力，當動力受阻時機構可停止移動，但驅動力并沒有消失，這個驅動力通過定位板，以水平方向作用在定位銷側面，當定位板垂直向上移動時，與定位銷產生相對滑動摩擦

f=？滋N f-摩擦力 ？滋-摩擦系數 N-正壓力（作用在定位銷的側面）

不難理解，一根銅排有多少個孔，就產生相同數量的相對滑動摩擦，一臺空冷100MW機組約有2萬個通風孔，這樣頻繁的相對滑動摩擦會導致定位板磨損，進而影響銅排節距尺寸發生改變，如不及時發現，就導致質量問題發生。

2 沖床沖孔及拖動機構之間的聯動特點分析

當定位銷與定位板充分接觸時沖床沖孔（此時要求定位板與定位銷保持充份接觸， 以保證節距尺寸），當結束沖孔，沖頭提升后，定位板與定位銷水平分離（解除相互作用力N=0），定位板提升，拖動機構與定位板在驅動力作用下，整體移到下一個定位銷處進行下一次沖孔，這樣周而復始直至沖完最后一個孔。這里關鍵是：（1）機構拖料時，保持定位板與拖動機構相對不動，但整體水平移動。（2）沖孔的過程中，始終保持定位板與定位銷充分接觸，以保證節距尺寸。（3）解除定位板與定位銷之間的相互作用力。

3 解決方案

3.1 選用直聯式行星針輪擺線減速機，配以變頻電機作為新銅排拖動機構的動力源（電機的正反轉，有效實現定位板與定位銷之間的充分接觸與徹底分離）

3.2 模塊Ⅰ為定位板及銅排固定支架，模塊Ⅱ為拖動支架，將模塊Ⅰ及模塊Ⅱ通過直線軸承連接及導向（直線軸承的底座安裝在模塊Ⅱ的拖動支架上，而直線軸承的滑座安裝在模塊Ⅰ的支架上），彈簧拉力器實施預拉力，實現模塊Ⅰ和模塊Ⅱ的整體移動，當定位板接觸定位銷時，模塊1靜止，此時模塊2向前移動，來實現定位板與定位銷完全接觸，在延時繼電器的作用下，沖床完成沖孔后，電機翻轉，拖動機構反向移動，使定位板與定位銷分開，此時氣動電磁閥使定位板提升，在彈簧預拉力作用下，模塊Ⅰ及模塊Ⅱ形成一體，在模塊Ⅱ的拖動作用下前移，在延時繼電器的作用下，定位板通過此前沖孔的定位銷后下移，直到接觸下一個定位銷。這樣實現定位板與定位銷充分接觸與徹底分離，消除了定位板的摩擦，杜絕了定位板的磨損，從而保證沖孔節距不變。

3.3 利用原設備輔助架上的齒條和節距定位尺板（定位銷）。

3.4 根據運動規律設計新型銅排拖料機構。

4 結構設計

選擇：一級立式直聯型行星針輪擺線減速機

5 控制部分

通過變頻電機、無觸點接近開關及延時繼電器、三位四通氣動電磁換向閥等控制，實現沖床及銅排拖動機構的有效聯動，實現連續自動的沖孔工藝操作。

6 結論

通過設計、制造、安裝及調試，成功制造了改進型轉子銅排沖孔拖動機構，該機構具有技術先進，結構合理，運行平穩可靠等特點，有效的克服了原有機構存在的不足與缺陷。先后完成了空冷60MW、空冷100MW及空冷135MW等汽輪發電機轉子銅排沖孔工藝產品的生產，同時完成了390H燃氣輪發電機轉子銅排沖孔工藝產品的生產，提高了產品質量，生產進度有了很大的提高，特別是提升了產品制造裝備的生產水平和生產能力，解決了產品生產質量不穩定、生產進度慢、生產現場噪音大等技術難題。