基于低壓電機(jī)再制造的線圈拆線裝置設(shè)計(jì)

鳳 發(fā)

（廣西恒達(dá)電機(jī)科技有限公司，廣西 來賓 546100）

0 引言

當(dāng)今我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，電機(jī)作為工業(yè)生產(chǎn)中重要?jiǎng)恿υO(shè)備，使用越來越廣泛，同時(shí)由于電機(jī)長時(shí)間運(yùn)行，不可避免造成電機(jī)疲勞損壞。隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大及電機(jī)設(shè)備連續(xù)運(yùn)行的實(shí)際情況，電機(jī)的需求越來越大，電機(jī)疲勞損壞也越來越多。因此，大部分損壞電機(jī)需要通過維修再制造后繼續(xù)使用，以達(dá)到節(jié)約資源、減少浪費(fèi)的目的。電機(jī)再制造不僅是國家實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要途徑，也是企業(yè)自身創(chuàng)造效益的手段之一。通過電機(jī)再制造，將故障電機(jī)或低效率電機(jī)重新設(shè)計(jì)、修復(fù)可利用零部件等方法，使再制造電機(jī)滿足技術(shù)要求。再制造的電機(jī)采用新技術(shù)、新材料，可廣泛應(yīng)用于各種工況條件的生產(chǎn)企業(yè)，其目的是使再制造后電機(jī)的效率達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其工藝方法采用無損、環(huán)保、無污染拆解方式，最大程度地利用和回收原電機(jī)的零部件，更換新的繞組、絕緣、軸承，其使用壽命達(dá)到新制造電機(jī)性能。

維修再制造產(chǎn)業(yè)誕生后，產(chǎn)品壽命周期不僅是產(chǎn)品的制造、使用和報(bào)廢處理三個(gè)階段，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮產(chǎn)品維護(hù)，采用包括再制造在內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)對損壞產(chǎn)品進(jìn)行修復(fù)和再制造，從而延續(xù)產(chǎn)品的性能和價(jià)值[1]。電機(jī)主要由導(dǎo)電材料、磁性材料、絕緣材料和結(jié)構(gòu)材料等組合而成，具有體積大、成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)。電機(jī)定子內(nèi)部的線圈由不同規(guī)格銅線繞組構(gòu)成，經(jīng)絕緣漆浸漬固化，使線圈與硅鋼片形成牢固整體。由于電機(jī)鐵心除出現(xiàn)局部過熱燒毀，一般不更換硅鋼片。因此電機(jī)再制造過程中線圈的拆除工作較難，若在拆除線圈時(shí)操作不當(dāng)易造成電機(jī)無法修復(fù)的損壞。

1 電機(jī)拆線存在的問題

1.1 電動(dòng)拆線機(jī)存在的問題

現(xiàn)有電動(dòng)拆線機(jī)，集電動(dòng)切割與拆線于一體，采用快速安全的電動(dòng)切割和自動(dòng)牽引電動(dòng)拆卸新型拆線工具，使用于各類小型電機(jī)繞組全部或局部燒毀的快速拆除，具有操作靈活、省工省力、速度快、效率高且不會(huì)毀壞鐵心、電機(jī)邊沿等特點(diǎn)，是工礦電機(jī)修理的理想電動(dòng)拆線設(shè)備。但現(xiàn)有電機(jī)電動(dòng)拆線機(jī)普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高昂等缺點(diǎn)，且無法普遍適用于各種型號(hào)的電機(jī)。

1.2 人工電機(jī)再制造拆線存在的問題

目前，電機(jī)再制造拆線常由人工完成，首先依據(jù)電機(jī)內(nèi)徑大小選擇鋒利扁鑿沿鐵心根部并與鐵心平齊角度鑿斷兩端線圈，注意避免損傷定子齒形和定轉(zhuǎn)子鐵心產(chǎn)生毛刺及劃痕，導(dǎo)致鐵心損耗增加[2]。后選擇尺寸合適的鐵棒將線圈從槽內(nèi)打出，或?qū)⒉蹆?nèi)線圈震松后從一端用拉線器、葫蘆等拆除工具將線圈拉出。此過程需避免用力過猛造成槽口損壞及鐵心翹起。若線圈材質(zhì)過硬較難拆除，常使用電加熱烘房或丙酮熔接后拆除。拆線過程中需注意避免鐵心齒被刮傷而產(chǎn)生歪斜，甚至整個(gè)鐵心槽歪倒。若定子鐵心變形會(huì)導(dǎo)致定轉(zhuǎn)子裝配時(shí)受到影響，轉(zhuǎn)子無法在定子中自由轉(zhuǎn)動(dòng)造成定轉(zhuǎn)子摩擦或卡堵，嚴(yán)重時(shí)造成電動(dòng)機(jī)報(bào)廢[3]。因此拆線工藝過程對工人技能要求較高，不僅增加工人工作難度，且需耗費(fèi)較大體力，不適用于大批量修理。

2 低壓電機(jī)再制造線圈拆線裝置創(chuàng)新設(shè)計(jì)

定子線圈通過浸漬絕緣漆與定子鐵心固化為一個(gè)整體，通常很難拆解，在過去的電機(jī)修理中，采用火燒線圈的方法去掉絕緣漆，破壞了鐵心質(zhì)量，對環(huán)境污染大。本設(shè)計(jì)理念采用專用設(shè)備切割繞組端部，無損、無污染。設(shè)計(jì)一種低壓電機(jī)再制造線圈拆線裝置，主要由底座、搖臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)和防護(hù)結(jié)構(gòu)組成，搖臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝鋸盤，底盤上配置轉(zhuǎn)盤式工作臺(tái)。工作時(shí)通過搖臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)鋸盤的位置使其對準(zhǔn)需切割的端部線圈，切割時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤工作臺(tái)使電機(jī)旋轉(zhuǎn)沿圓周向切割電機(jī)端部的線圈。所設(shè)計(jì)裝置可快速精準(zhǔn)切割電機(jī)端部線圈，有效避免人工操作時(shí)因角度或用力錯(cuò)誤而對鐵心造成損壞，同時(shí)所安裝的防護(hù)結(jié)構(gòu)可根據(jù)需求調(diào)節(jié)位置，有效阻擋切割過程中切削屑飛濺，避免切削屑對工作人員造成傷害。

切割拆除繞組端部后，采用液壓設(shè)備壓出帶線圈的定子鐵心，鐵心進(jìn)行加熱后，拉出定子線圈，按新方案重新繞制線圈。定子鐵心清理后，進(jìn)行下線、接線、耐壓試驗(yàn)，合格后進(jìn)入VPI 浸漆罐浸漆，浸漆后進(jìn)入烘箱烘干（圖1）。

圖1 低壓電機(jī)再制造線圈拆線裝置結(jié)構(gòu)圖

2.1 低壓電機(jī)再制造線圈拆線裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

低壓電機(jī)再制造線圈拆線裝置由底座、搖臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)和防護(hù)結(jié)構(gòu)組成，底座上安裝常規(guī)搖臂鉆床結(jié)構(gòu)作為搖臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括立柱和搖臂，立柱安裝在底座一端帶動(dòng)搖臂做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，搖臂套裝于立柱軸上。搖臂包括活動(dòng)柱和搖臂導(dǎo)軌，活動(dòng)柱套裝在立柱上，搖臂導(dǎo)軌安裝于活動(dòng)柱外側(cè)壁，主軸箱可移動(dòng)地安裝在搖臂導(dǎo)軌上，主軸箱輸出端向下安裝鋸盤，主軸箱帶動(dòng)鋸盤沿?fù)u臂導(dǎo)軌水平移動(dòng)，進(jìn)一步準(zhǔn)確調(diào)整鋸盤對準(zhǔn)電機(jī)繞組端部切割位置。主軸箱內(nèi)裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)，下端安裝主軸，主軸下端鎖緊鋸盤，啟動(dòng)主軸箱驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可驅(qū)動(dòng)主軸帶動(dòng)鋸盤旋轉(zhuǎn)切割線圈。底盤上裝置電機(jī)工作臺(tái)，工作臺(tái)為轉(zhuǎn)盤，鋸盤切割電機(jī)端部線圈同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤完成圓周向切割。

底座裝配操作工位，兩側(cè)固定安裝兩組滑槽于底座上，滑槽導(dǎo)向方向指向工作臺(tái)。防護(hù)結(jié)構(gòu)裝于工作臺(tái)與操作工位之間，選用防護(hù)板或防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)結(jié)構(gòu)兩端裝配滑輪在滑槽上，使防護(hù)結(jié)構(gòu)在操作工位與工作臺(tái)之間滑動(dòng)調(diào)整保護(hù)范圍[4]。

2.2 低壓電機(jī)再制造線圈拆線裝置運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

低壓電機(jī)再制造線圈拆線裝置運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)主要為搖臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)基于線圈切割角度的調(diào)整和運(yùn)動(dòng)切割。搖臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中立柱可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在底座一端，帶動(dòng)搖臂做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，搖臂一端連接套裝在立柱軸向活動(dòng)柱上做垂直運(yùn)動(dòng)。搖臂導(dǎo)軌安裝于活動(dòng)柱外側(cè)壁，主軸箱沿?fù)u臂導(dǎo)軌移動(dòng)，內(nèi)含驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)下端與主軸鎖緊的鋸盤旋轉(zhuǎn)切割線圈。

3 低壓電機(jī)再制造線圈拆線裝置操作實(shí)例

工作時(shí)，操作人員將需修理電機(jī)吊裝立置于工作臺(tái)上，逐一調(diào)節(jié)搖臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)立柱、搖臂和主軸箱，使鋸盤對準(zhǔn)電機(jī)繞組端部切割位置。操作人員位于操作工位根據(jù)需要移動(dòng)防護(hù)結(jié)構(gòu)使防護(hù)結(jié)構(gòu)位于操作人員與工作臺(tái)之間，保護(hù)操作人員有效阻擋切割過程中產(chǎn)生的切割屑。啟動(dòng)主軸箱驅(qū)動(dòng)電機(jī)使鋸盤轉(zhuǎn)動(dòng)切割線圈，同時(shí)操作人員轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)使電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，保持鋸盤沿電機(jī)的周向完整的切割電機(jī)端部線圈[5]。

4 創(chuàng)新效果

所述低壓電機(jī)再制造線圈拆線裝置采用搖臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置，在搖臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝鋸盤，工作時(shí)轉(zhuǎn)盤式工作臺(tái)放置需要切割的電機(jī)，搖臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)鋸盤的位置對準(zhǔn)需要切割的端部線圈，對準(zhǔn)線圈后切割的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤工作臺(tái)可使電機(jī)旋轉(zhuǎn)以完整沿周向切割電機(jī)端部線圈。

本裝置能快速精準(zhǔn)完成電機(jī)端部線圈切割工作，有效避免人工操作時(shí)角度或用力錯(cuò)誤而對鐵心造成的損壞。此外，操作工位設(shè)置防護(hù)結(jié)構(gòu)，防護(hù)結(jié)構(gòu)位置可調(diào)節(jié)，有效阻擋切割過程中切削屑飛濺，保護(hù)切削屑對工作人員造成傷害。

5 結(jié)束語

電機(jī)再制造工程是創(chuàng)新電機(jī)修理方式，降低低效電機(jī)市場的有效措施。需以產(chǎn)品全壽命周期設(shè)計(jì)和管理為指導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材和環(huán)保為目標(biāo)。基于低壓電機(jī)再制造的線圈拆線裝置設(shè)計(jì)，可有效避免人工操作時(shí)角度或用力錯(cuò)誤而對鐵心造成損壞，解決勞動(dòng)力耗費(fèi)大，不適用于大批量修理的主要難題，達(dá)到電機(jī)端部線圈切割角度精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，提高電機(jī)拆線效率。