淺析線圈漲型機異常故障及排除

吳世林

摘要：風電發電機作為一種可利用風能這個再生能源發電的裝置，因其具有綠色、環保的特點，因此受到國家的大力推崇，使得市場潛力巨大。而直驅永磁風力發電機的定子線圈制造作為我公司在新能源制造業加工中的一項重要產業板塊，在各型號的定子線圈制造過程中都會使用數控漲型機。但該設備在實際使用過程中，受到各種不可預見的因素影響，經常出現異常狀況，致使產能受到影響。

關鍵詞：數控線圈漲型機

一、數控線圈漲型機構造

數控線圈漲型機的外部結構如圖1所示，各部件如圖2所示。

1.鼻端架機構 2.漲型臂機構 3.床身 4.伺服（控制）系統

5.液壓系統 6.端部鼻夾 7.漲型抓爪

二、漲型機漲型定義及技術原理

線圈漲型定義：將單層或雙層梭型形狀的整體梭型線圈，用專用的設備進行對整體梭型線圈改變形狀的過程。

技術原理：采用數字控制、機、電、液壓聯動技術，通過調節或更換部分調節裝置與夾具，自動完成線圈從梭型到成品的加工過程（圖3）。

完全模擬線圈在定子中的狀態（設計圖紙要求）從數控系統中直接輸入成型角度a，上、下層半徑R1、R2值和各項動作指令，使得線圈直線邊在成型過程中始終繞電機軸心轉動，使其完全吻合定子嵌槽的位置要求和角度要求（圖4）。

三、漲型的過程

（一）啟動機床，進入初始狀態（上一個線圈結束狀態恢復到設置的初始狀態）;

（二）裝上梭型線圈，將裝入鼻夾;

（三）啟動開始，機床自動完成下面程序;

插銷—整形（對中）—后臂角度回零—機械手上加持，抬高—前臂角度回零—下機械手加持，降低（負抬高）—整型復位—前后臂協調漲型，端部遞進（被動或主動）—鼻部被動偏轉—頂弧—拔銷

（四）取下線圈，啟動復位后重復下一個線圈（圖5）。

四、漲型機故障及解決辦法

（一）設備程序常見故障分析及排除方法

1. 液壓故障。包括液壓電機不能正常啟動，液壓系統漏油，執行油缸不動作。

原因分析：

①電源未連接，控制線路狀態異常（接觸不良，線路破損等）。

②接頭未擰緊松動，密封件損壞，油管破裂。

③油路不暢，電磁閥未得電.卡堵，機構整體卡滯。

排除方法：

①檢查交流接觸器。斷路器及各觸點和引出線有無異常及破損。

②更換油管或密封件，緊固接頭。

③檢查油路，去除雜物適時更換液壓油，檢查線路，調整電磁閥，去雜物，調整機構。

2. 電器故障。包括自動操作不能啟動，A或B機構在自動控制程序狀態時，于指令處停位不準確，線圈對中程序位置不準確，送進功能失效，故障報警，頂弧弧塊與機械手碰撞或頂弧效果不好。

原因分析：主要是各系統的位置參數設置不當。

排除方法：根據實際情況調節各系統參數至合適值。

（二）實際操作出現造成線圈成型異常分析及排除

實際生產過程中出線的線圈漲型異常有以下幾個方面;

1. 機械手夾持梭型時導致梭型線絕緣破損。

原因分析：機械裝夾松動，銷軸磨損且產生毛刺，導線的夾持高度及寬度調節不當，相匹配的轉換夾塊圓弧不當。

解決辦法：檢查并更換銷軸，對能使用有毛刺的去除毛刺并打磨光滑。調整好導線的夾持高度及寬度，選擇合適的夾塊并且在夾持相關的接觸面做好有效保護。在接觸面上用絕緣復合紙，剪切成符合夾持面形狀和尺寸，然后用304膠水整齊粘接，這種絕緣復合紙具有耐磨性和一定的柔韌性。對梭型直接接觸夾持抓爪起到保護作用。避免因直接接觸而造成絕緣破損。

2. 線圈漲型后直線邊跨距與圖紙要求不符，表現為跨距過大或過小，線圈無法入槽報廢，主要體現在梭型直線邊拉伸長度即總長不夠，鼻部高度不夠。

原因分析： 因為鼻部插銷在漲型過程中因和插銷孔往復運動較頻繁，磨損較嚴重，在漲型插入時對鼻部R未能起到限制作用（在兩端拉緊時有松動現象）（圖6）。

解決辦法：對磨損的插銷及時更換，在插銷制作過程中，除對插銷的加工面提高其表面的粗糙度外，在外表面做鍍鉻熱處理，以增加其耐磨性。

改造后取得的效果：

通過對插銷的加工面提高其表面的粗糙度外，在外表面做鍍鉻熱處理，以增加其耐磨性，減少了插銷往復運動產生的磨損程度的消耗而造成間隙過大，而造成梭型直線邊拉伸長度即總長不夠，鼻部高度不夠的情況得以有效改善。確保線圈漲型后形狀及尺寸符合設計要求。

3. 端部R錯位。

原因分析：直線邊夾持臂在夾持梭型漲型X.Y軸上下運動時有松動的情況，漲型臂調節好直線邊尺寸后，由于設備運動件之間存在間隙的原因，且受到拉力的因素，導致連接件之間的緊固支撐件未起到有效的支撐，連結不緊密，因而在漲型時出現漲型臂在設備漲型運動過程中出現晃動和搖擺的情況。

漲型臂支撐改造前（圖10）：

漲型臂支撐改造后（圖11）：

實際安裝后效果（圖12）：

改造前（圖13）與改造后（圖14）的實際效果圖：

改造后效果：

通過對直線邊夾持臂的改造，有效的限制了直線邊夾持臂在夾持梭型漲型X.Y軸上下運動時松動的情況，同時考慮增加支撐筋板和運動部件的加強連接和設備運動件之間存在間隙的原因和拉力等因素，起到有效的支撐，克服了上下及左右晃動的松動而導致直線尺寸變化引起的端部角度扭轉時而造成的端部錯位。

五、結論

通過對數控漲型機故障的分析及實際問題的解決，為有效的避免因為漲型機故障造成線圈漲型異常提供了有效的參考依據，同時避免因為漲型機故障造成線圈報廢（單件線圈價值3000元以上的經濟損失），為公司及時兌現客戶定單提供有效的生產保障起到了作用。

六、致謝

歷時一個多月的時間完成這篇論文的寫作，在論文的寫作過程中遇到了許多困難和障礙，在同事，導師和領導的幫助下都得到了解決，感謝我的同事，導師和領導，學無止境，在實際的生產的多個工作環境中，不斷出現新的問題，虛心請教，努力學習，不斷提高自己的理論和業務水平，解決實際問題，多動手動腦做一個技術全面的人。

參考文獻：

[1]金風科技。官網（引用日期2020.3.20）.

[2]測量裝置的制造及其應用技術.

[3]線圈數控漲型機。官網（引用日期2020.3.23）.

作者單位：成都中車機電有限公司