大中型電機定轉子合裝自動化研究

陳 瑋，羅佳強，王曉群，鐘 軍

（中車株洲電機有限公司，湖南 株洲 412001）

大中型電機定轉子合裝自動化研究

陳 瑋，羅佳強，王曉群，鐘 軍

（中車株洲電機有限公司，湖南 株洲 412001）

主要介紹了大中型電機定轉子合裝的工藝，為提升效率，確保質量，通過研制定轉子自動化合裝機，來滿足提升效率和質量的要求。

大中型電機；定轉子合裝；因素

目前中心高450mm以上的大中型電機如雙饋風力發電機、高效節能高壓電機在定轉子合裝工序中，通過天車配加長桿式或者“C”型吊合裝，這種傳統的合裝方式在進轉子時難以保證定轉子的相對位置，致使合端蓋時軸承會受一定的軸向推力，對產品質量有一定程度的影響，因此，設計自動化的定轉子合裝設備，即可提升生產效率又保證了產品質量，同時減少了安全隱患。

1 研究背景

（1）傳統裝配工藝簡述。大中型電機定轉子合裝如2MW雙饋風力發電機的定轉子合裝時，傳統的裝配工藝是采用天車配加長桿式或者“C”型吊具。具體操作步驟如下：

采用加長桿的作業步驟：將定子吊至作業區域→將轉子吊運至專用工裝上→將加長桿穿過定子內孔→轉子安裝加長桿→加長桿安裝支撐座→卸天車鉤吊加長桿→操作天車配合進轉子，具體操作過程如圖1所示。

圖1 加長桿進合裝過程

采用“C”形吊的作業步驟：將定子吊至作業區域→安裝轉子“C”形吊具→借助天車操作進轉子操作。“C”形吊具如圖2所示。

圖2 “C”形吊具

（2）優缺點對比。無論是天車配加長桿式還是配“C”型吊，兩種方式的優點均是工裝簡單，對熟練的操作工人裝配效率較高，且能保證質量。但缺點同樣鮮明，主要有如下三點：①裝配的準備工作以及進轉子的整個過程均需使用天車，對天車的調配使用提出了較高的要求。②在合裝過程中無防護措施預防轉子和定子相擦碰，存在傷繞組絕緣、軸和鐵心等不確定性因素。③對于轉子較重的大型電機，容易使轉軸變形，特別對中空軸不適用。鑒于如上三點，因此，研制大中型電機定轉子自動化合裝設備，對于保證產品質量，提高生產效率，規范大型電機裝配工序標準作業很有必要。

2 技術方案設計分析

（1）定轉子自動化合裝機原理設想。通過對定轉子合裝工藝，結合自動化的要求，整個自動化合裝過程主要由如下三步組成：①將定子吊至定子平臺上，沿輥道自動進入，將定子穿入轉子固定支撐臂。②用轉子吊至轉子支撐架上，并調節轉子水平度，確保轉子在水平狀態。③通過設定的工藝參數，調整定子平臺，確保定子中軸線及轉子中軸線重合，允許的定轉子軸線對中度不超過0.5mm，進行定轉子合裝。在合裝過程中，需保證定子中軸線和轉子中軸線在同一重合線上。

（2）定轉子合裝機需滿足的參數。梳理通用大中型電機定轉子合裝機需滿足的產品參數如表1所示。

表1 梳理通用大中型電機定轉子合裝機需滿足的產品參數

（3）定轉子自動化設備結構組成設想。設備基本組成示意圖如圖3所示。

圖3 定轉子合裝機示意圖

主要組成部分如表2所示：

表2 主要組成部分

設備各結構的功能描述如下：①定子對中調整平臺。該平臺為型鋼焊接結構，由四軸調整機構平臺及合裝移動軸組成，主要功能是調整定子水平橫移、水平回轉、垂直升降、垂直回轉的位置使其與轉子同軸移動合裝。升降、水平前后移動、回轉動作均通過伺服電機驅動，以實現定子中軸線與轉子中軸線的對中。②轉子水平支撐。該機構為一個長臂懸梁鋼焊接結構，懸臂長度須大于所裝配轉子長度，懸臂必須滿足懸臂端支撐最大轉子一端重量的剛度要求，確保轉子支撐穩定，無形變。③定子雙向輸送輥道。輸送輥道用于合裝前后定子傳送，在輥道上的輸送要求用電動控制。同時，雙向輸送驅動系統的設計須預留后續流水線建設的接口。④定子合裝移動機構。該結構支撐定子對中調整平臺，并通過該結構移動定子對中調整平臺實現定轉子合裝動作。⑤自動檢測系統。該結構能自動檢測轉子的水平度及定轉子的中心軸線對中度，并能將偏差及時反饋給自動調整機構進行修正。⑥操作面板。該結構采用觸摸屏進行參數設定及數據顯示，并能對定轉子合裝過程進行實時監控及控制。

（4）定轉子自動化設備主要技術參數。設備主要技術參數和設備安裝環境參數如表3和表4所示。

表3 設備主要技術參數

表4 設備安裝環境參數

3 結語

大中型電機的定轉子自動化合裝的研究，對于提升合裝工藝水準，確保產品質量及安全生產具有重要的意義，同時也是智能制造下裝備自動化的一次探索。

［1］詹姆斯P.沃麥克.改變世界的機器［M］.北京：機械工業出版社，2015.

［2］王同章，王莉云，李國鵬，等.大型電動機定、轉子合裝及位置調整［J］.上海大中型電機，2010，（3）：32-35.

Research on Autom ation of Large and M edium-sized M otor Rotor

CHEN Wei，LUO Jia-qiang，WANG Xiao-qun，ZHONG Jun
（Zhuzhou Electric Co.，Ltd.，Zhuzhou，Hunan 412001，China）

Thispapermainly introduces the technology of largeandmedium-sizedmotor statorand rotorassembly.In order to improve the efficiency and ensure the quality，itisnecessary tomeet the requirementsof liftingefficiency and quality by developingautomatic rotor.

medium and largemotor；fixed rotor fit；factor

TM306

A

2095-980X（2017）05-0070-02

2017-04-18

陳瑋，男，助理工程師，主要從事生產線布局規劃、工位制節拍化工作，設備維護保養等工作。