中小電機(jī)換軸工藝探討

朱惠民　唐軍軍

摘 要：南車戚墅堰機(jī)車有限公司——電機(jī)電器公司承接內(nèi)燃機(jī)車上的大部分交直流電機(jī)修理工作，其中包括一些中小電機(jī)，如：?jiǎn)?dòng)發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁發(fā)電機(jī)及空壓機(jī)電機(jī)等，由于此類電機(jī)經(jīng)過(guò)多次大修，在檢修過(guò)程中時(shí)常發(fā)生轉(zhuǎn)軸尺寸超差、接觸面達(dá)不到規(guī)程要求、軸頭螺紋不良等缺陷，更換整個(gè)轉(zhuǎn)子成本較高，因此只有更換新的轉(zhuǎn)軸，本文主要描述了此類電機(jī)轉(zhuǎn)軸更換工藝方案及要求。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī)車；交直流電機(jī)；中小電機(jī)；換軸

1 引言

近些年，內(nèi)燃機(jī)車各型中小電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸更換率明顯上升，這與機(jī)車使用年限有關(guān)，大部份電機(jī)經(jīng)過(guò)多次大修，轉(zhuǎn)軸的外形尺寸、接觸面等早已偏離原始尺寸，因此更換轉(zhuǎn)軸的相關(guān)工作迫在眉睫。中小電機(jī)與直流牽引電機(jī)雖然結(jié)構(gòu)都差不多，但整體尺寸相差太多，在換軸工藝上不能完全互換，同時(shí)工裝也無(wú)法通用，因此需要重新設(shè)計(jì)制作相關(guān)工裝及編制相關(guān)的換軸工藝。

2 工藝分析

以ZQF-80型啟動(dòng)電機(jī)為例，電機(jī)轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子鐵芯配合為過(guò)渡配合（配合間隙：-0.009～0.016），與前后支架配合為過(guò)盈配合（前后端過(guò)盈量分別：0.07～0.105；0.01～0.035）。轉(zhuǎn)軸通過(guò)矩形鍵進(jìn)行扭矩的傳遞。正常情況下可以采用冷壓的方式把電機(jī)轉(zhuǎn)軸直接壓出，再將新軸直接壓進(jìn)轉(zhuǎn)子。由于修理電機(jī)都經(jīng)過(guò)多次真空絕緣浸漆處理，電機(jī)轉(zhuǎn)軸與鐵芯配合面間隙填滿絕緣漆，因此導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸在拆卸時(shí)不容易拆出。同時(shí)要考慮轉(zhuǎn)子在換軸時(shí)的定位及固定方式，避免轉(zhuǎn)子偏斜，轉(zhuǎn)軸軸壓彎的情況發(fā)生，因此還需要制作專用工裝。

3 解決措施及工藝方案

3.1 修理電機(jī)換向器及線圈已經(jīng)裝配成一體，所以在壓軸時(shí)應(yīng)避免碰損線圈及換向器，因此必須設(shè)計(jì)工裝保護(hù)轉(zhuǎn)軸兩端，設(shè)計(jì)的工裝及安裝后的狀態(tài)見(jiàn)圖1。

3.2由于修理電機(jī)都經(jīng)過(guò)多次真空絕緣浸漆處理，電機(jī)轉(zhuǎn)軸與鐵芯配合面間隙填滿絕緣漆，如果直接將轉(zhuǎn)軸與鐵芯進(jìn)行冷壓分類，容易導(dǎo)致鐵芯內(nèi)孔拉毛、轉(zhuǎn)軸壓彎等故障，從而使得轉(zhuǎn)軸無(wú)法拆除，即使拆除轉(zhuǎn)軸也會(huì)因鐵芯內(nèi)孔拉毛導(dǎo)致整個(gè)轉(zhuǎn)子報(bào)廢。由于絕緣漆的性能會(huì)隨溫度的變化而改變，在高溫情況下絕緣漆的硬度會(huì)降低，因此采用整體對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行加熱的方法。即將轉(zhuǎn)子放入烘箱進(jìn)行加熱處理，一般溫度控制在135℃±5℃（加熱溫度不得高于電機(jī)絕緣等級(jí)允許的最高溫度），待轉(zhuǎn)子整體溫度達(dá)到135℃左右時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)軸的拆卸。

3.3 轉(zhuǎn)軸出烘箱后，必須在短時(shí)間內(nèi)吊運(yùn)至油壓機(jī)工作臺(tái)上（換向器端朝上），開(kāi)啟油壓機(jī)，配合專用頂桿將轉(zhuǎn)軸慢慢壓出。整個(gè)壓軸過(guò)程應(yīng)注意保持壓柱、頂桿與軸的豎直相對(duì)位置，若三者不在一豎直線上應(yīng)立即停止，壓軸過(guò)程中壓力表不能超過(guò)20MPa，壓裝示意圖見(jiàn)圖2。

3.3壓出軸后，檢查轉(zhuǎn)子內(nèi)孔無(wú)損傷，快速清理去除內(nèi)孔檔邊上的毛刺、異物等；同時(shí)將轉(zhuǎn)子吊運(yùn)至橡膠地面上翻身，使換向器端位于下端，再次將轉(zhuǎn)子吊運(yùn)至液壓機(jī)工作平臺(tái)上，并取下傳動(dòng)端工裝，如圖3所示。

3.4轉(zhuǎn)軸壓裝準(zhǔn)備：在新轉(zhuǎn)軸上裝好鍵（此工作應(yīng)在壓軸前完成，避免壓裝時(shí)間太長(zhǎng)，轉(zhuǎn)子冷卻后影響壓裝），將轉(zhuǎn)軸吊運(yùn)到轉(zhuǎn)子上方（傳動(dòng)端朝上），對(duì)準(zhǔn)卡槽的位置，緩慢下降，使轉(zhuǎn)軸小端進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)。壓軸前調(diào)整好轉(zhuǎn)子位置，使轉(zhuǎn)子垂直放置于壓柱的正下方，并在軸頭上方墊一塊銅墊保護(hù)軸頭，如圖4所示。

3.5 壓裝：?jiǎn)?dòng)液壓機(jī)，使油壓機(jī)壓柱緩慢下降，當(dāng)壓柱與銅板接近時(shí)，使用點(diǎn)動(dòng)控制，應(yīng)確保轉(zhuǎn)軸是豎直狀態(tài)下壓入轉(zhuǎn)子中。整個(gè)壓入過(guò)程中應(yīng)持續(xù)加壓，待轉(zhuǎn)軸壓裝到位后保壓，注意觀察壓力表不能超過(guò)15Mpa，壓裝完成后使用塞尺檢測(cè)轉(zhuǎn)軸檔邊密貼轉(zhuǎn)子內(nèi)孔檔邊無(wú)間隙。壓入過(guò)程中，若壓力表在轉(zhuǎn)軸未壓入到位時(shí)出現(xiàn)異常升高，應(yīng)立即關(guān)閉油壓機(jī)排除問(wèn)題后方可繼續(xù)加壓。（一般發(fā)生此類問(wèn)題有以下幾個(gè)原因：①轉(zhuǎn)軸偏斜，非垂直狀態(tài)②鍵未安裝到位卡滯在轉(zhuǎn)軸與內(nèi)孔之間③內(nèi)孔清理不干凈，有異物卡滯。）。

3.6轉(zhuǎn)軸的變形量復(fù)測(cè)：轉(zhuǎn)軸壓好后需上車床進(jìn)行校核，以兩端頂針孔為基準(zhǔn)，復(fù)核軸承檔位及軸頭的徑向跳動(dòng)量符合圖紙要求即可，如超出則說(shuō)明轉(zhuǎn)軸變形，需重新壓裝換軸。

實(shí)施效果：

目前已經(jīng)按照此工藝方法修復(fù)數(shù)十個(gè)轉(zhuǎn)軸損壞中小電機(jī)轉(zhuǎn)子，并裝車運(yùn)行，未發(fā)生因轉(zhuǎn)軸壓裝不當(dāng)導(dǎo)致的故障。可以推廣應(yīng)用到其他類似的中小型直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸更換。為公司節(jié)約了一定修理成本。

參考文獻(xiàn)

[1]各型機(jī)車大檢修規(guī)程

[2]各型中小電機(jī)轉(zhuǎn)子檢修技術(shù)條件