大中型電機(jī)定轉(zhuǎn)子合裝自動(dòng)化研究

陳 瑋，羅佳強(qiáng)，王曉群，鐘 軍

（中車株洲電機(jī)有限公司，湖南 株洲 412001）

大中型電機(jī)定轉(zhuǎn)子合裝自動(dòng)化研究

陳 瑋，羅佳強(qiáng)，王曉群，鐘 軍

（中車株洲電機(jī)有限公司，湖南 株洲 412001）

主要介紹了大中型電機(jī)定轉(zhuǎn)子合裝的工藝，為提升效率，確保質(zhì)量，通過(guò)研制定轉(zhuǎn)子自動(dòng)化合裝機(jī)，來(lái)滿足提升效率和質(zhì)量的要求。

大中型電機(jī)；定轉(zhuǎn)子合裝；因素

目前中心高450mm以上的大中型電機(jī)如雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)、高效節(jié)能高壓電機(jī)在定轉(zhuǎn)子合裝工序中，通過(guò)天車配加長(zhǎng)桿式或者“C”型吊合裝，這種傳統(tǒng)的合裝方式在進(jìn)轉(zhuǎn)子時(shí)難以保證定轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置，致使合端蓋時(shí)軸承會(huì)受一定的軸向推力，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有一定程度的影響，因此，設(shè)計(jì)自動(dòng)化的定轉(zhuǎn)子合裝設(shè)備，即可提升生產(chǎn)效率又保證了產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)減少了安全隱患。

1 研究背景

（1）傳統(tǒng)裝配工藝簡(jiǎn)述。大中型電機(jī)定轉(zhuǎn)子合裝如2MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子合裝時(shí)，傳統(tǒng)的裝配工藝是采用天車配加長(zhǎng)桿式或者“C”型吊具。具體操作步驟如下：

采用加長(zhǎng)桿的作業(yè)步驟：將定子吊至作業(yè)區(qū)域→將轉(zhuǎn)子吊運(yùn)至專用工裝上→將加長(zhǎng)桿穿過(guò)定子內(nèi)孔→轉(zhuǎn)子安裝加長(zhǎng)桿→加長(zhǎng)桿安裝支撐座→卸天車鉤吊加長(zhǎng)桿→操作天車配合進(jìn)轉(zhuǎn)子，具體操作過(guò)程如圖1所示。

圖1 加長(zhǎng)桿進(jìn)合裝過(guò)程

采用“C”形吊的作業(yè)步驟：將定子吊至作業(yè)區(qū)域→安裝轉(zhuǎn)子“C”形吊具→借助天車操作進(jìn)轉(zhuǎn)子操作?！癈”形吊具如圖2所示。

圖2 “C”形吊具

（2）優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比。無(wú)論是天車配加長(zhǎng)桿式還是配“C”型吊，兩種方式的優(yōu)點(diǎn)均是工裝簡(jiǎn)單，對(duì)熟練的操作工人裝配效率較高，且能保證質(zhì)量。但缺點(diǎn)同樣鮮明，主要有如下三點(diǎn)：①裝配的準(zhǔn)備工作以及進(jìn)轉(zhuǎn)子的整個(gè)過(guò)程均需使用天車，對(duì)天車的調(diào)配使用提出了較高的要求。②在合裝過(guò)程中無(wú)防護(hù)措施預(yù)防轉(zhuǎn)子和定子相擦碰，存在傷繞組絕緣、軸和鐵心等不確定性因素。③對(duì)于轉(zhuǎn)子較重的大型電機(jī)，容易使轉(zhuǎn)軸變形，特別對(duì)中空軸不適用。鑒于如上三點(diǎn)，因此，研制大中型電機(jī)定轉(zhuǎn)子自動(dòng)化合裝設(shè)備，對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，規(guī)范大型電機(jī)裝配工序標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)很有必要。

2 技術(shù)方案設(shè)計(jì)分析

（1）定轉(zhuǎn)子自動(dòng)化合裝機(jī)原理設(shè)想。通過(guò)對(duì)定轉(zhuǎn)子合裝工藝，結(jié)合自動(dòng)化的要求，整個(gè)自動(dòng)化合裝過(guò)程主要由如下三步組成：①將定子吊至定子平臺(tái)上，沿輥道自動(dòng)進(jìn)入，將定子穿入轉(zhuǎn)子固定支撐臂。②用轉(zhuǎn)子吊至轉(zhuǎn)子支撐架上，并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子水平度，確保轉(zhuǎn)子在水平狀態(tài)。③通過(guò)設(shè)定的工藝參數(shù)，調(diào)整定子平臺(tái)，確保定子中軸線及轉(zhuǎn)子中軸線重合，允許的定轉(zhuǎn)子軸線對(duì)中度不超過(guò)0.5mm，進(jìn)行定轉(zhuǎn)子合裝。在合裝過(guò)程中，需保證定子中軸線和轉(zhuǎn)子中軸線在同一重合線上。

（2）定轉(zhuǎn)子合裝機(jī)需滿足的參數(shù)。梳理通用大中型電機(jī)定轉(zhuǎn)子合裝機(jī)需滿足的產(chǎn)品參數(shù)如表1所示。

表1 梳理通用大中型電機(jī)定轉(zhuǎn)子合裝機(jī)需滿足的產(chǎn)品參數(shù)

（3）定轉(zhuǎn)子自動(dòng)化設(shè)備結(jié)構(gòu)組成設(shè)想。設(shè)備基本組成示意圖如圖3所示。

圖3 定轉(zhuǎn)子合裝機(jī)示意圖

主要組成部分如表2所示：

表2 主要組成部分

設(shè)備各結(jié)構(gòu)的功能描述如下：①定子對(duì)中調(diào)整平臺(tái)。該平臺(tái)為型鋼焊接結(jié)構(gòu)，由四軸調(diào)整機(jī)構(gòu)平臺(tái)及合裝移動(dòng)軸組成，主要功能是調(diào)整定子水平橫移、水平回轉(zhuǎn)、垂直升降、垂直回轉(zhuǎn)的位置使其與轉(zhuǎn)子同軸移動(dòng)合裝。升降、水平前后移動(dòng)、回轉(zhuǎn)動(dòng)作均通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)定子中軸線與轉(zhuǎn)子中軸線的對(duì)中。②轉(zhuǎn)子水平支撐。該機(jī)構(gòu)為一個(gè)長(zhǎng)臂懸梁鋼焊接結(jié)構(gòu)，懸臂長(zhǎng)度須大于所裝配轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度，懸臂必須滿足懸臂端支撐最大轉(zhuǎn)子一端重量的剛度要求，確保轉(zhuǎn)子支撐穩(wěn)定，無(wú)形變。③定子雙向輸送輥道。輸送輥道用于合裝前后定子傳送，在輥道上的輸送要求用電動(dòng)控制。同時(shí)，雙向輸送驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)須預(yù)留后續(xù)流水線建設(shè)的接口。④定子合裝移動(dòng)機(jī)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)支撐定子對(duì)中調(diào)整平臺(tái)，并通過(guò)該結(jié)構(gòu)移動(dòng)定子對(duì)中調(diào)整平臺(tái)實(shí)現(xiàn)定轉(zhuǎn)子合裝動(dòng)作。⑤自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。該結(jié)構(gòu)能自動(dòng)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的水平度及定轉(zhuǎn)子的中心軸線對(duì)中度，并能將偏差及時(shí)反饋給自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行修正。⑥操作面板。該結(jié)構(gòu)采用觸摸屏進(jìn)行參數(shù)設(shè)定及數(shù)據(jù)顯示，并能對(duì)定轉(zhuǎn)子合裝過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及控制。

（4）定轉(zhuǎn)子自動(dòng)化設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)。設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)和設(shè)備安裝環(huán)境參數(shù)如表3和表4所示。

表3 設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

表4 設(shè)備安裝環(huán)境參數(shù)

3 結(jié)語(yǔ)

大中型電機(jī)的定轉(zhuǎn)子自動(dòng)化合裝的研究，對(duì)于提升合裝工藝水準(zhǔn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量及安全生產(chǎn)具有重要的意義，同時(shí)也是智能制造下裝備自動(dòng)化的一次探索。

［1］詹姆斯P.沃麥克.改變世界的機(jī)器［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015.

［2］王同章，王莉云，李國(guó)鵬，等.大型電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子合裝及位置調(diào)整［J］.上海大中型電機(jī)，2010，（3）：32-35.

Research on Autom ation of Large and M edium-sized M otor Rotor

CHEN Wei，LUO Jia-qiang，WANG Xiao-qun，ZHONG Jun
（Zhuzhou Electric Co.，Ltd.，Zhuzhou，Hunan 412001，China）

Thispapermainly introduces the technology of largeandmedium-sizedmotor statorand rotorassembly.In order to improve the efficiency and ensure the quality，itisnecessary tomeet the requirementsof liftingefficiency and quality by developingautomatic rotor.

medium and largemotor；fixed rotor fit；factor

TM306

A

2095-980X（2017）05-0070-02

2017-04-18

陳瑋，男，助理工程師，主要從事生產(chǎn)線布局規(guī)劃、工位制節(jié)拍化工作，設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)等工作。