淺談煤礦專(zhuān)用電機(jī)關(guān)鍵件工藝要點(diǎn)

摘要：本文介紹了幾種煤礦專(zhuān)用電機(jī)關(guān)鍵件的工藝要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵件 焊接結(jié)構(gòu)件 機(jī)座整機(jī)加工

0 引言

煤礦專(zhuān)用電機(jī)需要在煤礦井下作業(yè)，煤礦井下地質(zhì)條件復(fù)雜，作業(yè)場(chǎng)所空間狹小，且有易燃易爆的瓦斯氣體，這就要求煤礦專(zhuān)用電機(jī)要有良好的機(jī)械性能、電氣性能、足夠的外殼強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)緊湊要求等。給予其性能要求，其加工工藝特殊，以下介紹了采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、輸送機(jī)煤礦專(zhuān)用電機(jī)關(guān)鍵件的工藝要點(diǎn)。煤礦專(zhuān)用電機(jī)的關(guān)鍵件為：機(jī)座、定子、轉(zhuǎn)子、定子鐵芯、端蓋。

1 煤專(zhuān)電機(jī)機(jī)座

煤專(zhuān)電機(jī)機(jī)座大部分為焊接結(jié)構(gòu)件，由于焊接件的特點(diǎn)，焊接熱變形無(wú)法避免，因此如何控制熱變形，使熱變形控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，以便于保證加工部位的加工余量。因此焊接時(shí)要按工件的幾何形狀確定工件的焊接順序，控制焊接電流，對(duì)于焊縫尺寸較大的要采用多層多道焊，以控制焊接線(xiàn)能量的輸入，降低焊接變形；盡量采用對(duì)稱(chēng)焊接，或采拉筋點(diǎn)焊固定來(lái)定位，抵消焊接變形。機(jī)座焊接主要用CO2焊接，焊絲型號(hào)ER50-6，焊接電流200～300A、電壓21～40V。保證焊接熔深，所有焊縫必須嚴(yán)格采用多層多道焊進(jìn)行焊接，每道焊道高度≤4mm，不得使用大電流將焊縫一次成型。焊接過(guò)程必須保證焊縫質(zhì)量，焊縫成型應(yīng)當(dāng)均勻、連續(xù)、波紋致密，與母材平滑過(guò)渡；焊縫及其周?chē)娜墼?、飛濺物全部清理干凈。具體的工藝細(xì)節(jié)如下：

1.1 采煤機(jī)電機(jī)的機(jī)座結(jié)構(gòu)相對(duì)掘進(jìn)機(jī)較簡(jiǎn)單，主要有水套組件兩端各一個(gè)法蘭，中間一個(gè)法蘭外圓一側(cè)接線(xiàn)盒。機(jī)座組焊時(shí)，內(nèi)、外水套及法蘭必須做好標(biāo)志線(xiàn)以保證水口的相對(duì)位置，尤其是水冷端蓋的采煤機(jī)電機(jī)，機(jī)座的進(jìn)出水口位置必須與端蓋完全一致，否則密封不好機(jī)座內(nèi)腔會(huì)進(jìn)水，因此機(jī)座端面與端蓋的安裝孔和水口必須嚴(yán)格按標(biāo)志線(xiàn)位置用鉆模鉆成。兩端端蓋安裝孔及水口也同樣用鉆模按標(biāo)志線(xiàn)位置鉆成。

1.2 為防止水道串水，外水套內(nèi)壁加工利用工裝一次車(chē)成不允許有接刀。車(chē)胎以立車(chē)主軸中心孔定位，將外水套座入胎具內(nèi)止口內(nèi)，外套外圓500mm高均布四個(gè)工藝塊與立車(chē)連接壓緊，或用壓蓋壓緊一次車(chē)成（如圖一）。

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圖一 機(jī)座車(chē)胎工裝

1.3 內(nèi)、外水套采用熱裝：將外筒加熱300℃左右，整個(gè)外套溫度要均勻，將外水套套在內(nèi)水套上，內(nèi)外水套過(guò)盈量在0.3～0.6mm。個(gè)別大功率采煤機(jī)帶水冷端蓋的，為保證水道循環(huán)效果，內(nèi)外水套熱裝后按內(nèi)水套通長(zhǎng)封水筋位置，將外水套對(duì)應(yīng)位置銑槽，寬度15mm左右，深度為露出擋水條，然后塞焊平，避免冷卻水抄近道竄流。

1.4 機(jī)座整機(jī)加工一般為四次車(chē)工藝，為保證機(jī)座鐵心、止口、外配止口的同軸度，設(shè)計(jì)工裝進(jìn)行三次車(chē)工藝，精車(chē)采用“一刀捅”工藝，保證機(jī)座鐵心、止口、外配止口一次裝卡完成（如圖二）。

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調(diào)整座（1）、調(diào)整螺栓（2）、壓板（3）、螺母（4）、螺桿（5）、胎座（6）、T型螺栓（7）

圖二 機(jī)座整機(jī)加工工裝

將胎座（6）與機(jī)床用T型螺栓（7）壓緊，由調(diào)整座（1）和調(diào)整螺栓（2）配合，按工藝塊的高度，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整螺栓（2），頂起壓板（3），由螺母（4）和螺桿（5）將活件與胎座（6）壓緊，即可實(shí)現(xiàn)機(jī)座前止口、后止口、鐵芯和外配止口一次裝卡車(chē)成。

1.5 機(jī)座水道打四次水壓，前三次水壓4.5MPa，時(shí)間5min分別是機(jī)座焊接完成打一次，粗車(chē)完成打一次，精車(chē)完成打一次，隔爆腔進(jìn)行1MPa水壓試驗(yàn)歷時(shí)10S，有繞組定子鐵心熱裝完成后水道再進(jìn)行一次水壓試驗(yàn)，壓力4.5MPa，時(shí)間5min。

1.6 掘進(jìn)機(jī)機(jī)座總體結(jié)構(gòu)為內(nèi)筒為圓筒，外側(cè)為方箱，加工困難，工序多（需上加工設(shè)備比較多），來(lái)回翻轉(zhuǎn)次數(shù)多，加工成本高，另外該結(jié)構(gòu)機(jī)座焊接量大，焊接時(shí)外形尺寸不易保證，不規(guī)則的焊接變形和不確定的外形毛坯直接影響機(jī)座后續(xù)機(jī)械加工定位及找正，特別是鏜腰部的銷(xiāo)孔和大臂的孔時(shí)，會(huì)出現(xiàn)孔上下或左右偏的現(xiàn)象，因此，組焊時(shí)前后端法蘭及兩大臂之間必須采用強(qiáng)度較高拉筋固定，控制焊接變形。鏜大臂孔時(shí)最好設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的鏜胎，加工起來(lái)比較方便。

2 煤專(zhuān)電機(jī)定子

2.1 有繞組定子鐵心與機(jī)座最大過(guò)盈量0.25mm，最小過(guò)盈量0.1定子本體裝入機(jī)座采用熱裝工藝，機(jī)座加熱溫度在200℃～250℃左右，采用一種簡(jiǎn)易翻轉(zhuǎn)吊裝胎具。

2.2 采煤機(jī)電機(jī)成型繞組較多，由于受電機(jī)體積限制，線(xiàn)圈端部一般較緊張，嵌接線(xiàn)較困難，因此必須嚴(yán)格控制端部尺寸。繞組采用VPI浸H級(jí)（西絕緣118-1或118-2浸漬漆）兩遍，引接線(xiàn)與線(xiàn)端部引接線(xiàn)采用漆后接線(xiàn)，引接線(xiàn)與線(xiàn)圈接頭以及引接線(xiàn)與接線(xiàn)螺栓之間的連接均采用銀銅焊，銀焊條牌號(hào)為HIAgCu80-5。

2.3 定子外圓余漆的清理采用簡(jiǎn)易設(shè)備進(jìn)行，除漆效果較好，外圓較光亮。

3 煤專(zhuān)電機(jī)轉(zhuǎn)子部分

3.1 采煤機(jī)電機(jī)大部分轉(zhuǎn)子為雙鼠籠銅條轉(zhuǎn)子，平衡環(huán)半徑小，可加平衡塊重量有限，轉(zhuǎn)子裝壓完成后，焊兩端內(nèi)外端環(huán)，轉(zhuǎn)子焊完后直接車(chē)外圓做動(dòng)平衡，不進(jìn)行二次磨工藝。

3.2 定轉(zhuǎn)子沖片不氧化，鐵芯沖片要求厚薄均勻，表面平整，不得有明顯劃痕與變形，毛刺不超過(guò)0.05mm，沖片和軸鐵芯檔配合為H8/g7，間隙配合，沖片內(nèi)圓由鍵和軸鐵芯臺(tái)連接，直接冷裝疊壓。

3.3 內(nèi)、外籠條與轉(zhuǎn)子鐵芯孔屬于間隙配合。外籠條與沖片間隙為0.2mm～0.3mm，與上端環(huán)間隙為0.5mm；內(nèi)籠條與沖片間隙為0.5mm，與下端環(huán)間隙0.5mm；視沖片沖壓等分質(zhì)量可適當(dāng)調(diào)整間隙，以保證籠條裝入不能太緊，也不要太松。

3.4 鐵芯沖片要求厚薄均勻，表面平整，不得有明顯劃痕與變形，沖裁端面毛刺不得大于0.05mm沖片表面絕緣層厚薄均勻，表面平整，有良好的介電強(qiáng)度，耐油和防潮性能，鐵芯裝壓后要求鐵芯表面應(yīng)光潔，整齊，無(wú)銹斑，無(wú)損傷，槽壁無(wú)梳齒狀。

3.5 焊接轉(zhuǎn)子要求：內(nèi)、外端環(huán)，內(nèi)、外籠條焊前進(jìn)行酸洗，去除表面油污。向槽內(nèi)打入轉(zhuǎn)子導(dǎo)條時(shí)勿使導(dǎo)條彎曲變形，導(dǎo)條裝配后兩端不加工，上下導(dǎo)條均不用漲緊、擠緊。銅條裝配須注意兩端導(dǎo)條等長(zhǎng)，焊端環(huán)前復(fù)檢。導(dǎo)條與端環(huán)的焊接采用銀釬焊，按照對(duì)稱(chēng)交叉焊的方式進(jìn)行焊接，每邊連續(xù)釬焊不超過(guò)5個(gè)接頭，嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量，不得出現(xiàn)焊縫未焊透、夾渣、氣孔、虛焊等缺陷。工序如下：套片-壓裝-裝焊卡箍-裝下導(dǎo)條（銅條裝配后兩端不加工，注意導(dǎo)條兩端等長(zhǎng)）-釬焊下端環(huán)（軸一次磨成焊接時(shí)注意保護(hù)軸）-裝上導(dǎo)條-裝銅圓筒（每端對(duì)稱(chēng)4個(gè)）-釬焊上端環(huán)（軸一次磨成焊接時(shí)注意保護(hù)軸）-裝焊銅內(nèi)風(fēng)扇（每端5個(gè)）。

3.6 采煤機(jī)電機(jī)軸一般為花鍵軸，材質(zhì)為40CrNiMo，調(diào)質(zhì)處理，HB240～HB270，花鍵齒部進(jìn)行高頻淬火，硬度38HRC～40HRC。由于軸為花鍵軸和普通軸相比加工工序較多，尤其是內(nèi)花鍵軸更不易加工。

4 煤專(zhuān)電機(jī)定子鐵心

扣片結(jié)構(gòu)的外裝壓定子鐵心；小功率的為側(cè)片帶壓圈結(jié)構(gòu)，大功率為定子齒壓板結(jié)構(gòu)。定子裝壓后不車(chē)外圓。

5 煤專(zhuān)電機(jī)端蓋、內(nèi)蓋

端蓋加工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制軸承室尺寸精度、表面粗糙度及圓柱度。端蓋與機(jī)座配合面、配合止口，軸承孔及與內(nèi)蓋配合面必須一次加工成，以保證軸承孔和止口的同軸度。內(nèi)蓋里孔配合面及與端蓋配合面也必須一刀加工成。

6 結(jié)束語(yǔ)

掌握了煤專(zhuān)電機(jī)關(guān)鍵件的加工工藝要點(diǎn)，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，提升生產(chǎn)效率，減低產(chǎn)品生產(chǎn)制造的風(fēng)險(xiǎn)。公司按照上述工藝要點(diǎn)進(jìn)行加工，通過(guò)過(guò)程通知及完善的檢驗(yàn)來(lái)保證產(chǎn)品的工件質(zhì)量，YBUD掘進(jìn)機(jī)用隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)以此試制成功，順利通過(guò)南陽(yáng)防爆電器研究所國(guó)家防爆中心的耐爆等試驗(yàn)，進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段。

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