淺談煤礦專用電機關鍵件工藝要點

摘要：本文介紹了幾種煤礦專用電機關鍵件的工藝要點。

關鍵詞：關鍵件 焊接結構件 機座整機加工

0 引言

煤礦專用電機需要在煤礦井下作業，煤礦井下地質條件復雜，作業場所空間狹小，且有易燃易爆的瓦斯氣體，這就要求煤礦專用電機要有良好的機械性能、電氣性能、足夠的外殼強度、結構緊湊要求等。給予其性能要求，其加工工藝特殊，以下介紹了采煤機、掘進機、輸送機煤礦專用電機關鍵件的工藝要點。煤礦專用電機的關鍵件為：機座、定子、轉子、定子鐵芯、端蓋。

1 煤專電機機座

煤專電機機座大部分為焊接結構件，由于焊接件的特點，焊接熱變形無法避免，因此如何控制熱變形，使熱變形控制在適當的范圍內，以便于保證加工部位的加工余量。因此焊接時要按工件的幾何形狀確定工件的焊接順序，控制焊接電流，對于焊縫尺寸較大的要采用多層多道焊，以控制焊接線能量的輸入，降低焊接變形；盡量采用對稱焊接，或采拉筋點焊固定來定位，抵消焊接變形。機座焊接主要用CO2焊接，焊絲型號ER50-6，焊接電流200～300A、電壓21～40V。保證焊接熔深，所有焊縫必須嚴格采用多層多道焊進行焊接，每道焊道高度≤4mm，不得使用大電流將焊縫一次成型。焊接過程必須保證焊縫質量，焊縫成型應當均勻、連續、波紋致密，與母材平滑過渡；焊縫及其周圍的熔渣、飛濺物全部清理干凈。具體的工藝細節如下：

1.1 采煤機電機的機座結構相對掘進機較簡單，主要有水套組件兩端各一個法蘭，中間一個法蘭外圓一側接線盒。機座組焊時，內、外水套及法蘭必須做好標志線以保證水口的相對位置，尤其是水冷端蓋的采煤機電機，機座的進出水口位置必須與端蓋完全一致，否則密封不好機座內腔會進水，因此機座端面與端蓋的安裝孔和水口必須嚴格按標志線位置用鉆模鉆成。兩端端蓋安裝孔及水口也同樣用鉆模按標志線位置鉆成。

1.2 為防止水道串水，外水套內壁加工利用工裝一次車成不允許有接刀。車胎以立車主軸中心孔定位，將外水套座入胎具內止口內，外套外圓500mm高均布四個工藝塊與立車連接壓緊，或用壓蓋壓緊一次車成（如圖一）。

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圖一 機座車胎工裝

1.3 內、外水套采用熱裝：將外筒加熱300℃左右，整個外套溫度要均勻，將外水套套在內水套上，內外水套過盈量在0.3～0.6mm。個別大功率采煤機帶水冷端蓋的，為保證水道循環效果，內外水套熱裝后按內水套通長封水筋位置，將外水套對應位置銑槽，寬度15mm左右，深度為露出擋水條，然后塞焊平，避免冷卻水抄近道竄流。

1.4 機座整機加工一般為四次車工藝，為保證機座鐵心、止口、外配止口的同軸度，設計工裝進行三次車工藝，精車采用“一刀捅”工藝，保證機座鐵心、止口、外配止口一次裝卡完成（如圖二）。

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調整座（1）、調整螺栓（2）、壓板（3）、螺母（4）、螺桿（5）、胎座（6）、T型螺栓（7）

圖二 機座整機加工工裝

將胎座（6）與機床用T型螺栓（7）壓緊，由調整座（1）和調整螺栓（2）配合，按工藝塊的高度，轉動調整螺栓（2），頂起壓板（3），由螺母（4）和螺桿（5）將活件與胎座（6）壓緊，即可實現機座前止口、后止口、鐵芯和外配止口一次裝卡車成。

1.5 機座水道打四次水壓，前三次水壓4.5MPa，時間5min分別是機座焊接完成打一次，粗車完成打一次，精車完成打一次，隔爆腔進行1MPa水壓試驗歷時10S，有繞組定子鐵心熱裝完成后水道再進行一次水壓試驗，壓力4.5MPa，時間5min。

1.6 掘進機機座總體結構為內筒為圓筒，外側為方箱，加工困難，工序多（需上加工設備比較多），來回翻轉次數多，加工成本高，另外該結構機座焊接量大，焊接時外形尺寸不易保證，不規則的焊接變形和不確定的外形毛坯直接影響機座后續機械加工定位及找正，特別是鏜腰部的銷孔和大臂的孔時，會出現孔上下或左右偏的現象，因此，組焊時前后端法蘭及兩大臂之間必須采用強度較高拉筋固定，控制焊接變形。鏜大臂孔時最好設計專門的鏜胎，加工起來比較方便。

2 煤專電機定子

2.1 有繞組定子鐵心與機座最大過盈量0.25mm，最小過盈量0.1定子本體裝入機座采用熱裝工藝，機座加熱溫度在200℃～250℃左右，采用一種簡易翻轉吊裝胎具。

2.2 采煤機電機成型繞組較多，由于受電機體積限制，線圈端部一般較緊張，嵌接線較困難，因此必須嚴格控制端部尺寸。繞組采用VPI浸H級（西絕緣118-1或118-2浸漬漆）兩遍，引接線與線端部引接線采用漆后接線，引接線與線圈接頭以及引接線與接線螺栓之間的連接均采用銀銅焊，銀焊條牌號為HIAgCu80-5。

2.3 定子外圓余漆的清理采用簡易設備進行，除漆效果較好，外圓較光亮。

3 煤專電機轉子部分

3.1 采煤機電機大部分轉子為雙鼠籠銅條轉子，平衡環半徑小，可加平衡塊重量有限，轉子裝壓完成后，焊兩端內外端環，轉子焊完后直接車外圓做動平衡，不進行二次磨工藝。

3.2 定轉子沖片不氧化，鐵芯沖片要求厚薄均勻，表面平整，不得有明顯劃痕與變形，毛刺不超過0.05mm，沖片和軸鐵芯檔配合為H8/g7，間隙配合，沖片內圓由鍵和軸鐵芯臺連接，直接冷裝疊壓。

3.3 內、外籠條與轉子鐵芯孔屬于間隙配合。外籠條與沖片間隙為0.2mm～0.3mm，與上端環間隙為0.5mm；內籠條與沖片間隙為0.5mm，與下端環間隙0.5mm；視沖片沖壓等分質量可適當調整間隙，以保證籠條裝入不能太緊，也不要太松。

3.4 鐵芯沖片要求厚薄均勻，表面平整，不得有明顯劃痕與變形，沖裁端面毛刺不得大于0.05mm沖片表面絕緣層厚薄均勻，表面平整，有良好的介電強度，耐油和防潮性能，鐵芯裝壓后要求鐵芯表面應光潔，整齊，無銹斑，無損傷，槽壁無梳齒狀。

3.5 焊接轉子要求：內、外端環，內、外籠條焊前進行酸洗，去除表面油污。向槽內打入轉子導條時勿使導條彎曲變形，導條裝配后兩端不加工，上下導條均不用漲緊、擠緊。銅條裝配須注意兩端導條等長，焊端環前復檢。導條與端環的焊接采用銀釬焊，按照對稱交叉焊的方式進行焊接，每邊連續釬焊不超過5個接頭，嚴格控制焊接質量，不得出現焊縫未焊透、夾渣、氣孔、虛焊等缺陷。工序如下：套片-壓裝-裝焊卡箍-裝下導條（銅條裝配后兩端不加工，注意導條兩端等長）-釬焊下端環（軸一次磨成焊接時注意保護軸）-裝上導條-裝銅圓筒（每端對稱4個）-釬焊上端環（軸一次磨成焊接時注意保護軸）-裝焊銅內風扇（每端5個）。

3.6 采煤機電機軸一般為花鍵軸，材質為40CrNiMo，調質處理，HB240～HB270，花鍵齒部進行高頻淬火，硬度38HRC～40HRC。由于軸為花鍵軸和普通軸相比加工工序較多，尤其是內花鍵軸更不易加工。

4 煤專電機定子鐵心

扣片結構的外裝壓定子鐵心；小功率的為側片帶壓圈結構，大功率為定子齒壓板結構。定子裝壓后不車外圓。

5 煤專電機端蓋、內蓋

端蓋加工時應嚴格控制軸承室尺寸精度、表面粗糙度及圓柱度。端蓋與機座配合面、配合止口，軸承孔及與內蓋配合面必須一次加工成，以保證軸承孔和止口的同軸度。內蓋里孔配合面及與端蓋配合面也必須一刀加工成。

6 結束語

掌握了煤專電機關鍵件的加工工藝要點，才能保證產品的質量，提升生產效率，減低產品生產制造的風險。公司按照上述工藝要點進行加工，通過過程通知及完善的檢驗來保證產品的工件質量，YBUD掘進機用隔爆型三相異步電動機以此試制成功，順利通過南陽防爆電器研究所國家防爆中心的耐爆等試驗，進入小批量生產階段。

參考文獻：

[1]郭福萍.煤礦專用電機的幾則典型結構介紹[J].電機技術，2011（06）.

[2]尹成紅.提高采煤機電機同軸度檢測精度[J].機械工程師，2012（09）.

[3]宋廷池.日本的礦用電機及其絕緣工藝[J].煤礦機械與電氣，1981（01）.