戚玉明　陶季文

摘要：針對直流牽引電機(jī)換向片片間云母下刻深度，倒角及加工質(zhì)量等問題。介紹一種專用直流電機(jī)換向片片間云母下刻機(jī)。

關(guān)鍵詞：下刻機(jī)：加工原理：主要結(jié)構(gòu)

直流牽引電機(jī)換向片片間云母下刻機(jī)研發(fā)成功，改變原有加工的工藝方法，提升了加工品質(zhì)和效率。直流電機(jī)換向片片間云母溝槽專用下刻機(jī)的設(shè)計(jì)、加工工藝、加工品質(zhì)和綜合性能方面具有明顯優(yōu)勢。

1.問題的提出

換向器是電機(jī)中最為關(guān)鍵的部件之一，而電機(jī)換向片片間云母溝槽加工的質(zhì)量會(huì)直接導(dǎo)致?lián)Q向片片間短路。目前，對電機(jī)換向片片間云母溝槽的下刻，各修理公司主要采用牛頭刨來加工或在此基礎(chǔ)上增加自動(dòng)控制部分。

直流牽引電機(jī)換向片經(jīng)過加工，組裝或運(yùn)行后，部分換向片和上面的溝槽與轉(zhuǎn)子軸線存在一定的偏移角度，即溝槽與轉(zhuǎn)子軸線不在同一個(gè)平面（即傾斜溝槽）。傳統(tǒng)工藝方法采用牛頭刨刨削每片間云母溝槽，見到傾斜溝槽采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子兩頂針?biāo)骄嚯x，使傾斜溝槽與刀具運(yùn)動(dòng)方向一致以達(dá)到糾偏，加工后極易產(chǎn)生云母溝槽尺寸超差。經(jīng)修理后，換向器上的溝槽寬、換向片倒角、下刻深度都不完全一致，溝槽有寬有窄，換向片倒角有大有小，所加工的表面粗糙度也一般。

直流電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，電刷和換向器之間常會(huì)發(fā)生火花。片間云母溝槽加工質(zhì)量好壞，極易造成電機(jī)“放炮”、直至損壞。主要因素由：

1）易使磨損的電刷石墨粉和換向器銅粉等積存在片間云母溝槽中，不易排出溝槽。易產(chǎn)生換向片片間短路；

2）由于片間云母溝槽加工尺寸不一致，導(dǎo)致了換向片也有寬有窄，電刷接觸時(shí)易發(fā)生換向瞬間局部電流過大，所產(chǎn)生的火花超限。

2.總體布局

直流牽引電機(jī)換向片片間云母下刻機(jī)應(yīng)符合《直流牽引電機(jī)檢修技術(shù)文件》和鐵標(biāo)TB/T3018-2001《牽引電機(jī)云母槽下刻的技術(shù)條件》要求。

直流牽引電機(jī)換向片片間云母下刻機(jī)主要由可調(diào)式活動(dòng)頂針機(jī)構(gòu)、銑削動(dòng)力頭、銑削頭上下滑臺(tái)、銑削進(jìn)給機(jī)械滑臺(tái)、行程限位機(jī)構(gòu)、活動(dòng)輪組、漲緊輪機(jī)構(gòu)、底座、中間底座、可調(diào)式支承、電氣控制箱、粉塵收集裝置部分等組成。見圖

3.主要技術(shù)參數(shù)

3.1電源電壓：三相380V AC，50HZ

3.2整機(jī)功率：3KW

3.3外型尺寸：1900（長）X1300（寬）X1700（高）（mm）

3.4可加工電機(jī)（型號）：ZD80、ZD106、ZD109、ZD410、ZD116

3.5自重：1500kg

4.下刻機(jī)加工原理

直流牽引電機(jī)換向片片間云母下刻機(jī)采用銑削方式對片間云母溝槽可進(jìn)行一次裝夾、連續(xù)下刻。

下刻機(jī)銑削刀具采用硬質(zhì)合金成型刀具，下刻和倒角一次完成。

當(dāng)部分換向片和片間溝槽與轉(zhuǎn)子軸線不在一個(gè)平面的傾斜溝槽時(shí)，銑削加工采用了自動(dòng)跟蹤并連續(xù)銑削技術(shù)。在銑削加工中，成型銑刀可以沿著傾斜溝槽自行糾偏（銑刀可調(diào)范圍±5mm），成型銑刀不會(huì)因傾斜溝槽銑削到換向片上。從整個(gè)加工機(jī)理上，保證了換向片溝槽寬度、倒角、下刻深度一致性。避免了加工后溝槽有寬有窄，溝槽倒角有大有小的缺陷。

5.主要結(jié)構(gòu)介紹

5.1銑削動(dòng)力

銑削動(dòng)力結(jié)構(gòu)主要通過連接箱，把電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主軸箱、刀架及排塵風(fēng)道合成一體。銑刀設(shè)計(jì)線速度V=52m/min，在高速切削加工后，片間云母溝槽表面粗糙度可達(dá)Ra1.6um。同時(shí)，下刻機(jī)在高速銑削加工中會(huì)產(chǎn)生云母片粉塵（有毒）等雜物，可直接通過內(nèi)置排塵風(fēng)道有效地將粉塵收集，杜絕因云母粉塵損害操作工作人員的健康，達(dá)到環(huán)保要求。

5.2進(jìn)給部分

片間云母溝槽下刻機(jī)升降、進(jìn)給機(jī)械滑臺(tái)均采用滾珠導(dǎo)軌和滾珠絲杠，提高了該機(jī)的可靠性，及加工精度。進(jìn)給機(jī)械滑臺(tái)行程控制中設(shè)計(jì)了專用限位調(diào)節(jié)器。分別設(shè)有粗調(diào)節(jié)與細(xì)微調(diào)節(jié)，限位調(diào)節(jié)器細(xì)微調(diào)節(jié)范圍0～10mm，調(diào)節(jié)器精度為0.1mm。

5.3測控技術(shù)

片間云母溝槽的分度、定位測控系統(tǒng)主要采用上激光和邊激光兩個(gè)激光傳感器來實(shí)現(xiàn)的。232片換向片和云母片采用上激光、邊激光分別確定片間云母溝槽位置和片間云母溝槽位置定位。片間云母溝槽的分度通過齒輪減速機(jī)皮帶傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)或停止。在顯示器還帶有可設(shè)置下刻槽數(shù)及計(jì)數(shù)器，整個(gè)控制系統(tǒng)采用PC可編程控制器來完成。

6.直流牽引電機(jī)換向片片間云母下刻機(jī)的運(yùn)用

直流牽引電機(jī)換向片片間云母下刻機(jī)研發(fā)成功，不僅可以滿足機(jī)務(wù)段對牽引電機(jī)檢修任務(wù)的需要，還提升牽引電機(jī)檢修質(zhì)量和工作效率。通過機(jī)務(wù)段幾年來實(shí)際使用調(diào)研，下刻機(jī)的研發(fā)符合了對電機(jī)檢修技術(shù)、工藝要求。與傳統(tǒng)加工的方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①片間云母溝槽加工后，232個(gè)換向片溝槽寬度、換向片倒角、云母下刻深度一致性，下刻精度高；換向片溝槽表面粗糙度有明顯提高。

②下刻一臺(tái)牽引電機(jī)換向片溝槽只需要40min左右，提高了工效。

③通過下刻機(jī)加工檢修后的牽引電機(jī)換向器火花等級明顯降低，因換向器環(huán)火造成的返修率明顯減少。

④下刻機(jī)可對多種型號直流牽引電機(jī)換向片溝槽下刻。

⑤下刻機(jī)對新造牽引電機(jī)換向片溝槽的下刻也同樣有效。