【摘 要】隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大型電機(jī)的生產(chǎn)規(guī)模日益增長，而大電機(jī)的制造亦不斷受到設(shè)備加工能力的桎梏。本文通過一種可拆卸芯軸工裝的使用，對解決大型轉(zhuǎn)子鐵心裝壓與壓機(jī)設(shè)備開檔不夠的矛盾，進(jìn)行了有益的工藝探索。

【關(guān)鍵詞】可拆卸芯軸；轉(zhuǎn)子鐵心；裝壓；脫胎

[文章編號]1619-2737（2016）05-02-648

【Abstract】With the development of national economy， the growing scale of production large motor， and large motor manufacturing equipment processing capacity is also being subject shackles. In this paper， one kind of removable mandrel tooling used for solving large-scale rotor core mounted pressure is not enough to open the file with press equipment contradictions， a useful technique to explore.

【Key words】Removable mandrel；Rotor core；Mounted pressure；Bodiless

交直流電機(jī)制造中，轉(zhuǎn)子鐵心的裝壓是非常重要的工藝步驟，而油壓機(jī)是裝壓工序的關(guān)鍵設(shè)備。隨著大型電機(jī)生產(chǎn)規(guī)模的不斷增長，很多凈長1m以上的大型轉(zhuǎn)子鐵心的加工與現(xiàn)有壓機(jī)開檔不夠的矛盾愈發(fā)凸顯出來。2011年，公司得到了制造一臺(tái)YKS1000-4 15000KW 10KV大型交流電機(jī)的訂單。利用現(xiàn)有設(shè)備，完成1.8m長轉(zhuǎn)子鐵心的壓裝加工，成為了這臺(tái)我公司迄今生產(chǎn)的最大功率、最長鐵心電機(jī)的工藝難題之一。

1. 現(xiàn)行工藝分析

1.1 對于高轉(zhuǎn)速、大扭矩電機(jī)，轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)軸均采用較大的過盈配合。這種配合選擇的轉(zhuǎn)子鐵心裝壓時(shí)，沖片無法直接與轉(zhuǎn)軸進(jìn)行疊裝，需先設(shè)計(jì)制造一個(gè)疊片芯軸（假軸），芯軸與沖片內(nèi)孔采用小間隙配合，將0.5mm厚硅鋼板經(jīng)沖制成型的轉(zhuǎn)子沖片逐片疊裝在疊片芯軸上，經(jīng)油壓機(jī)施以規(guī)定壓力壓緊、螺桿緊固后，將帶芯軸鐵心置于長度≥鐵心長度的退胎上，用油壓機(jī)壓出芯軸。最后裝壓完成的鐵心經(jīng)加熱使內(nèi)孔脹大，與轉(zhuǎn)軸（真軸）的鐵心檔形成合適的套裝配合間隙，再熱套成帶轉(zhuǎn)軸鐵心。工藝簡圖見附圖1。

1.2 上述工藝特點(diǎn)：

（1）退胎高度≥鐵心凈長，否則芯軸退不出來。

（2）退軸時(shí)，芯軸脫離鐵芯后掉落在壓機(jī)工作臺(tái)面上，對設(shè)備造成較大沖擊，甚至傷害。

（3）芯軸加退胎總高度，要小于油壓機(jī)工作開檔。

（4）對大型鐵心，芯軸重量可達(dá)幾噸重，芯軸與鐵心分離下落時(shí)，鐵心仍在退胎上，易造成安全事故發(fā)生。

2. 工件及工藝條件分析

2.1 YKS1000-4電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心凈長1.5m，加兩端壓圈，總長1.8m，鐵心外徑1086mm，質(zhì)量6000Kg，鐵心與轉(zhuǎn)軸配合過盈量為0.40～0.50mm。因此鐵心需先在假軸（芯軸）上疊壓、緊固后，與真軸熱套成帶軸鐵心。

2.2 通常疊片芯軸為方便沖片套入，設(shè)計(jì)為間隙配合，但為保證鐵心疊壓精度，該間隙又不能太大，一般設(shè)計(jì)為0.05～0.10mm左右。由于下列原因：

（1）沖片內(nèi)孔有橢圓度誤差 。

（2）沖片平面的不平度，在壓裝受力后產(chǎn)生延展變形，也造成內(nèi)孔不圓度變形。

（3）沖片疊裝后，片與片之間有徑向錯(cuò)位。

（4）沖片鍵槽與芯軸上定位鍵有位置誤差。

（5）沖片內(nèi)孔毛刺，等 等。

2.3 裝壓后，芯軸與鐵心間產(chǎn)生很大箍緊力，使得退出芯軸必須在壓機(jī)上進(jìn)行。

疊壓該鐵心的芯軸設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)長度為2.3m，每端長出鐵心250mm。公司最大油壓機(jī)工作開檔為3.2m。那么：

鐵心長度1.8m + 一端芯軸長出鐵心的0.25m+退胎長度至少1.5m = 3.55m>油壓機(jī)工作開檔3.2m。

2.4 由于最大壓機(jī)工作開檔只有3.2m，小于該鐵心壓裝后退胎所需的3.55m以上開檔要求，將導(dǎo)致鐵心疊裝完成后無法退出芯軸。經(jīng)對各種工藝方案討論，相對尋求外協(xié)加工、購買設(shè)備、改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等等方案，我們認(rèn)為改變常規(guī)工藝思路，研究一種能順利退出鐵心的可拆卸芯軸結(jié)構(gòu)，不失為解決問題的一個(gè)經(jīng)濟(jì)、便捷的首要選項(xiàng)。

3. 采取措施

（1）既然不能借助外力將芯軸退出，那么如何設(shè)計(jì)一個(gè)能拆卸的芯軸（我們稱之為活胎），壓裝后，通過拆卸的方法將芯軸取出來呢？經(jīng)反復(fù)研究，確定了斜楔式可拆卸芯軸結(jié)構(gòu)，其示意圖見附圖2。

（2）該工裝是將我們常用的整體式結(jié)構(gòu)芯軸的六個(gè)幅板，沿軸向進(jìn)行斜面剖分（為了便于工裝的二次使用，特意將其中銑定位鍵槽的一根筋板不做剖分，由于對側(cè)筋板可分，所以并不影響方案的實(shí)行），在徑向用沉頭固定螺栓予以裝配，并將上端面的筋板合縫處點(diǎn)焊牢固，形成整體后再加工外圓定位面，這樣工裝表面結(jié)構(gòu)和加工精度都與原整體式結(jié)構(gòu)工裝相同。在使用時(shí)，按附圖3方式將鐵心進(jìn)行疊裝，當(dāng)沖片高度逐漸疊至固定螺栓處時(shí)，先拆除該處一圈螺栓。逐步疊片，逐步拆除，直至鐵心疊完。

（3）當(dāng)鐵心裝配完成，需要退胎時(shí)，只需打磨開上端筋板合縫處焊點(diǎn)，用行車提拉胎具心軸，由于鐵心自重較大，工裝筋板內(nèi)外斜面發(fā)生軸向錯(cuò)位、芯軸直徑收縮，即可輕易地將芯軸的胎心部分由鐵心內(nèi)部提出，再取出外圈分離的筋板，就完成了鐵心壓裝、退胎過程。當(dāng)鐵心自重還不足以克服筋板斜面摩擦力以使芯軸提出的特殊情況下，只需用榔頭向下敲擊外沿筋板，即可使胎具分離。

4. 結(jié)語

（1）可拆卸式芯軸成功的解決了大型轉(zhuǎn)子鐵心的裝壓、脫胎受制于設(shè)備高度的問題，滿足了生產(chǎn)的需要。

（2）胎具結(jié)構(gòu)簡單；工藝安全、可靠。

（3）當(dāng)拆開楔形筋板，在斜面間加薄墊片，重新裝配、加工外圓后，該胎具可多次反復(fù)利用，經(jīng)濟(jì)性好。

[作者簡介] 李文珍（1959.1-），女，職稱：工程師，工作單位：西安泰富西瑪電機(jī)有限公司。