高壓三相異步電動(dòng)機(jī)制造工藝

譚冰，譚偉

(佳木斯電機(jī)股份有限公司，黑龍江佳木斯154002)

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高壓三相異步電動(dòng)機(jī)制造工藝

譚冰，譚偉

(佳木斯電機(jī)股份有限公司，黑龍江佳木斯154002)

主要對(duì)YFKS/YKS 1120-4 18000kW零部件加工及裝配工藝方法及工藝安排進(jìn)行介紹，通過采取新工藝方法及合理的工藝安排，保證產(chǎn)品順利產(chǎn)成。

電動(dòng)機(jī)；工藝方法；滑動(dòng)軸承

0　引言

YFKS/YKS 1120-4 18000kW高壓三相電動(dòng)機(jī)是我公司自主研發(fā)大容量、空水冷卻的大型三相異步電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，也是我公司目前研發(fā)的容量最大的三相異步電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。 YFKS 1120-4 18000kW三相異步電動(dòng)發(fā)電機(jī)用于中國(guó)石油呼和浩特分公司280萬噸/年催化裂化主風(fēng)機(jī)-煙氣輪機(jī)能量回收機(jī)組；YKS 1120-4 18000kW三相異步電動(dòng)機(jī)用于280萬噸/年催化裂化備用風(fēng)機(jī)組主風(fēng)機(jī)。

電機(jī)總重達(dá)69.03t，外形尺寸5085mm×4413mm×4137mm(長(zhǎng)×寬×高)。采用方箱式結(jié)構(gòu)，全封閉外殼，頂部空-水冷卻器結(jié)構(gòu)，臥式安裝，端蓋座式滑動(dòng)軸承，外部高低壓強(qiáng)力注油潤(rùn)滑；定子外裝壓，銅條轉(zhuǎn)子，軸采用銑筋結(jié)構(gòu)，徑向循環(huán)通風(fēng)方式。由于其結(jié)構(gòu)特殊，因此在工藝方法與工藝安排上皆需要做特殊處理。

1　主要零部件工藝方法及工藝流程

1.1沖片制造

定子沖片制造無特殊性可采用常規(guī)工藝，主要難點(diǎn)在轉(zhuǎn)子沖片制造，轉(zhuǎn)子沖片為我公司生產(chǎn)的最大的整圓片，轉(zhuǎn)子沖片直徑為Ф1239mm，轉(zhuǎn)子軛部帶有15個(gè)φ31拉桿孔，若采用一般的加工工藝無法確保質(zhì)量要求，因此必須采用特殊的加工工藝和控制措施保證加工質(zhì)量。

轉(zhuǎn)子沖片加工保證措施：轉(zhuǎn)子沖片定位心軸采用一體結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子托片盤和定位心軸采用圓柱銷連接，保證無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；托片盤的托片止口單邊加大到30mm，以防止轉(zhuǎn)子沖片在沖制過程中變形影響沖槽質(zhì)量；在沖制時(shí)增加轉(zhuǎn)子壓蓋保證沖槽的精度；轉(zhuǎn)子托片盤止口與沖片的軸孔間隙控制在0.02～0.05mm，采用調(diào)整塊調(diào)整托盤與沖片間隙，保證沖片沖槽質(zhì)量；轉(zhuǎn)子沖槽模具采用帶定位柱的簡(jiǎn)易模架結(jié)構(gòu)，便于模具調(diào)整和安裝。

1.2鐵心制造

鐵心制造主要難點(diǎn)依然在轉(zhuǎn)子鐵心裝壓，鐵心長(zhǎng)度達(dá)到1460mm，銅排與沖片間隙0.3mm，穿銅排時(shí)難度極大，為提高轉(zhuǎn)子鐵心裝壓質(zhì)量確保銅排穿入順暢，此次鐵心制造采用冷裝熱穿軸工藝；由于軸長(zhǎng)4960mm，裝壓場(chǎng)地吊車起吊高度受限，鐵心需在假軸上疊裝、穿銅排、車銅排、焊端環(huán)，焊端環(huán)后需在315t臥式油壓機(jī)上退假軸；鐵心預(yù)熱需臥放于加熱爐中加熱，出爐臥放于裝壓場(chǎng)地將轉(zhuǎn)軸預(yù)穿入鐵心，然后在315t臥式油壓機(jī)上加壓并保壓將弧鍵放入鍵槽內(nèi)。由于鐵心較長(zhǎng)，穿軸后在油壓機(jī)上無法保壓，只能自然冷卻，此時(shí)，需利用軸的自身重量消除端部與擋臺(tái)的縫隙，此點(diǎn)至為重要。

1.3繞組制造

1.3.1線圈制造：定子線圈工藝過程為：繞線→漲形→包絕緣。在下線、接線時(shí)需注意：下線前嚴(yán)格檢查槽形質(zhì)量，采取專用通槽塊檢查槽形，應(yīng)保證通槽塊逐槽通過，方可下線；為防止定子線圈磨損，需采用移動(dòng)式加熱器進(jìn)行下線；下線過程中采用通槽替紙保護(hù)避免損傷絕緣。

為增加可靠性，電機(jī)繞組極間連線采用匯流環(huán)結(jié)構(gòu)，匯流環(huán)在安裝之前先與過渡連接線進(jìn)行連接，在匯流環(huán)上配銑槽，將過渡連接線安裝在槽內(nèi)，然后用硬釬焊焊接，焊接后包絕緣，銅環(huán)引出線絕緣處理后，再與繞組上連接線進(jìn)行連接[1]。

1.3.2繞組固定：端部固定環(huán)設(shè)置了內(nèi)環(huán)和外環(huán)的結(jié)構(gòu)。內(nèi)環(huán)采用滌玻填充管墊在繞組端部上下層線圈邊之間，經(jīng)VPI浸漬固化后，形成一玻璃鋼環(huán)。外環(huán)采用兩道硬端箍進(jìn)行固定。線圈鼻部填充鼻部填充管，用于線圈鼻端內(nèi)填充及固定。

1.3.3浸烘：有繞組定子鐵心采用VPI整體浸漆。

1.4軸加工

軸材質(zhì)為鍛鋼42CrMo，為整體鍛件結(jié)構(gòu)，考慮到軸的整體強(qiáng)度，軸上不能采用焊筋結(jié)構(gòu)，而需要采用在軸上銑幅板結(jié)構(gòu)。由于該軸較粗，為了更好的保證調(diào)質(zhì)質(zhì)量，該軸鍛件為正火回火，不做調(diào)質(zhì)處理，回到車間后粗銑軸幅板槽(見圖1)，然后返回?zé)崽幚韽S進(jìn)行調(diào)質(zhì)，最后返回車間進(jìn)行精加工。

1.4.1軸粗加工后，銑通風(fēng)槽：在數(shù)控落地鏜銑床上，以兩等高臺(tái)架V型鐵后，用百分表找正軸上母線及側(cè)母線。找正后用壓板壓緊。先用Φ100的玉米銑刀直槽，為了提高加工效率及加工質(zhì)量，專門為加工幅板與底面的圓角R31.5，可采用機(jī)夾球頭銑刀系統(tǒng)，這樣可避免用小銑刀反復(fù)加工，從而減少翻轉(zhuǎn)找正次數(shù)。

1.4.2軸精加工：加工前精修中心孔粗糙度達(dá)1.6μm，在臥車上，以頂尖孔定位，精車軸伸臺(tái)和軸瓦臺(tái)并留0.1～0.2mm光研余量，最后銑鍵槽[2]。

1.5機(jī)座加工

機(jī)座的加工難點(diǎn)在于機(jī)座的長(zhǎng)度達(dá)3500mm，寬度達(dá)2600mm，高度達(dá)2276 mm，是目前我公司異步電機(jī)中最大的機(jī)座號(hào)，由于機(jī)座在焊接過程中沒有專用剛性裝夾具會(huì)使變形積累，直接造成機(jī)座的整體變形嚴(yán)重，并聚集大量的內(nèi)應(yīng)力，增大了金加工的難度。為了控制裝夾力及加工切削時(shí)引起的機(jī)座變形問題，以保證圖紙同軸度、圓度、底腳平面度和粗糙度的要求。機(jī)座需退火兩次(焊接后一次退火和粗加工后二次退火，二次退火后機(jī)座才可噴漆處理)，采用四次車機(jī)座加工工藝：粗車-粗車底腳-退火-一次精車-二次精車-精車機(jī)座底腳面。

1.6動(dòng)平衡試驗(yàn)

1.6.1轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡：轉(zhuǎn)子重量為16.69t，用20t動(dòng)平衡機(jī)進(jìn)行動(dòng)平衡。整機(jī)裝配后，電機(jī)試驗(yàn)時(shí)振動(dòng)值超標(biāo)，采用整機(jī)動(dòng)平衡設(shè)備進(jìn)行電機(jī)額定轉(zhuǎn)速下的動(dòng)平衡進(jìn)行校正。

1.7總裝配

1.7.1定子裝配：利用旋轉(zhuǎn)吊環(huán)(VLBG 15)、20T橫梁將有繞組定子鐵心翻轉(zhuǎn)，由于有繞組定子鐵心與機(jī)座為過盈配合，因此機(jī)座需加熱后裝壓，定子裝壓方案為：機(jī)座在加熱爐中加熱到200℃，保溫8h，然后迅速將機(jī)座吊到地坑中，利用20t橫梁、裝壓螺桿、可調(diào)撐桿、卸扣和軟吊繩將準(zhǔn)備好的有繞組定子鐵心落入機(jī)座中；定子裝配完成，機(jī)座完全冷卻后，檢測(cè)鐵心內(nèi)徑與機(jī)座止口同軸度，防止掃膛和氣隙不均勻引起的振動(dòng)。

1.7.2端蓋裝配及整機(jī)裝配：采用端蓋座式軸瓦結(jié)構(gòu)，找正電機(jī)磁中心，測(cè)量電機(jī)氣隙值，電機(jī)氣隙值合格后，進(jìn)行下道工序裝配，軸瓦研瓦及裝配過程按照研瓦工藝文件和總裝配工序操作卡執(zhí)行。

2　結(jié)語

YFKS/YKS 1120 18000KW-4P高壓三相異步電動(dòng)機(jī)是我公司生產(chǎn)的單機(jī)容量最大的異步電機(jī)，結(jié)構(gòu)也相對(duì)一般產(chǎn)品復(fù)雜的多，在加工制造過程中遇到很多問題，如吊車噸位及設(shè)備的加工范圍有的已達(dá)到極限，甚至出現(xiàn)在加工端蓋時(shí)銑頭傾斜的現(xiàn)象，此時(shí)必須停機(jī)將銑頭

調(diào)正后才能再進(jìn)行加工，而平面度只能控制在0.2mm左右，但總體來說，采用本文提出工藝方法及工藝流程，保證了產(chǎn)品順利生產(chǎn)，此工藝方法及工藝流程可為今后我公司及行業(yè)上其他公司加工制造超大型異步電機(jī)提供重要的參考依據(jù)。

[1]常玉晨.電機(jī)制造工藝學(xué).哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1996.

[2]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.4.

[3]孟凡君，宋闖.電機(jī)實(shí)現(xiàn)外裝壓工藝改進(jìn).防爆電機(jī)，2012.1.

Manufacturing Technology of High-Voltage Three-Phase Induction Motor

Tan Bing and Tan Wei

(JiamusiElectricMachineCo.,Ltd.,Jiamusi154002,China)

This paper chiefly introduces the machining methods of components and parts and the assembling technology and process arrangement of YFKS/YKS 1120-4 18000kW motor. The motor was successfully manufactured by adopting new process method and reasonable process arrangement.

Motor；process method；sliding bearing

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2016.04.14

TM343+.2；TM305

A

1008-7281(2016)04-0042-003

譚冰女1981年生；畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事電機(jī)工藝工作.

2016-02-08