鑄鋁轉(zhuǎn)子鉚平衡柱工藝研究

(佳木斯防爆電機(jī)研究所有限公司，黑龍江佳木斯 154002)

0 引言

目前，有部分產(chǎn)品鑄鋁轉(zhuǎn)子一端平衡柱組織疏松，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在動(dòng)平衡鉚平衡柱時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)平衡柱開裂的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，為了避免平衡柱開裂的現(xiàn)象發(fā)生，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)在鑄鋁轉(zhuǎn)子平衡柱組織疏松的一側(cè)增加了平衡環(huán)，這樣就大大地增加了產(chǎn)品的制造成本。因此，解決了平衡柱鉚接開裂的問題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，取消了平衡環(huán)，降低產(chǎn)品制造成本顯得極其重要。

1 平衡柱鉚接開裂的機(jī)理分析

由于鑄鋁轉(zhuǎn)子制造工藝的原因?qū)е妈T鋁轉(zhuǎn)子一側(cè)平衡柱組織疏松，采用小于平衡柱直徑的鉚槍桿進(jìn)行鉚接，鉚接時(shí)使平衡柱組織由中心向四周漲開，從而進(jìn)一步使平衡柱疏松的部位裂開，而影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，為了避免鉚接開裂問題，產(chǎn)品在制造過程中采取在平衡柱組織疏松的一側(cè)增加了平衡環(huán)，轉(zhuǎn)子在平衡時(shí)通過在平衡環(huán)上加平衡塊的方式進(jìn)行平衡，避免在平衡柱上加平衡墊鉚接開裂的問題，但這樣額外增加了制造成本。因此，需要進(jìn)一步研究平衡柱鉚接開裂的機(jī)理，研究新的鉚接工藝，徹底解決鉚接開裂的問題，從而取消平衡環(huán)，達(dá)到降本增效的目的。

2 取消平衡環(huán)的可行性分析

為了驗(yàn)證鑄鋁轉(zhuǎn)子在平衡柱上添加平衡墊進(jìn)行平衡能夠滿足轉(zhuǎn)子平衡精度的要求，從而論證取消平衡環(huán)的可行性，對(duì)在產(chǎn)的帶有平衡環(huán)的鑄鋁轉(zhuǎn)子初始不平衡量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，具體情況見鑄鋁轉(zhuǎn)子初始不平衡量統(tǒng)計(jì)表1。

表1 鑄鋁轉(zhuǎn)子初始不平衡量統(tǒng)計(jì)表

表1中顯示，轉(zhuǎn)子單面初始不平衡量最大值為760g，而按Y2、YB2 355電機(jī)鑄鋁轉(zhuǎn)子單面平衡柱的數(shù)量進(jìn)行計(jì)算：單面初始不平衡量900g以下的轉(zhuǎn)子，在平衡柱上進(jìn)行平衡時(shí)，均能滿足轉(zhuǎn)子平衡精度的要求。從而論證了取消平衡環(huán)在平衡柱上加墊進(jìn)行平衡是可行的。

3 解決平衡柱鉚接開裂的工藝研究

3.1 鉚槍頭設(shè)計(jì)

通過對(duì)組織疏松的平衡柱鉚接開裂的機(jī)理進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了一種新結(jié)構(gòu)的鉚槍桿，以實(shí)現(xiàn)了平衡柱鉚接由中心鉚接向圓周方向鉚接的改變。鉚槍桿的結(jié)構(gòu)圖見圖1、圖2。

圖1 鉚槍桿的結(jié)構(gòu)

圖2 鉚槍桿的結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)的鉚槍桿在鉚接平衡柱時(shí)，需將圖1和圖2兩個(gè)工裝配合使用，圖1所示的鉚槍桿裝到鉚槍內(nèi)，然后圖2所示的鉚槍頭套到圖1所示的鉚槍桿上，然后使圖2鉚槍頭上的球面對(duì)準(zhǔn)平衡柱進(jìn)行鉚接。

3.2 新結(jié)構(gòu)鉚槍桿試驗(yàn)效果

新結(jié)構(gòu)的鉚槍桿制造完成后，便對(duì)鉚槍頭結(jié)構(gòu)及使用的效果進(jìn)行了驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果顯示，使用新結(jié)構(gòu)的鉚槍桿，不僅實(shí)現(xiàn)了平衡柱在圓周方向進(jìn)行鉚接，而且還有效地解決了平衡柱由原來在中心方向鉚接時(shí)開裂現(xiàn)象，具體鉚接情況詳見圖3、圖4。不足之處是由于鉚槍頭和鉚槍桿之間是分體結(jié)構(gòu)，所以在鉚接時(shí)工人必須用一只手緊握鉚槍頭才能完成平衡柱的鉚接工作，給工人實(shí)際操作帶來了不便。

圖3 中心鉚接

圖4 圓周鉚接

3.3 優(yōu)化鉚槍頭及鉚槍桿工裝結(jié)構(gòu)

為了解決兩體結(jié)構(gòu)的鉚槍在操作時(shí)，給工人帶來的不便，根據(jù)鉚槍的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并結(jié)合工藝試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，對(duì)鉚槍桿及鉚槍頭進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，重新設(shè)計(jì)了兩套鉚槍桿工裝。

其中一套鉚槍桿既能滿足現(xiàn)有鉚槍對(duì)鉚槍桿安裝結(jié)構(gòu)的要求，又能實(shí)現(xiàn)在鉚接平衡柱時(shí)，鉚槍桿及鉚槍頭合二為一，方便工人操作。優(yōu)化后的鉚槍結(jié)構(gòu)見圖5，其結(jié)構(gòu)改進(jìn)之處是在圖1、圖2工裝的基礎(chǔ)上，在鉚槍桿與鉚槍頭連接處增加了螺紋連接及定位擋臺(tái)，從而使鉚槍桿和鉚槍頭在裝配后組裝成一體，這樣不但方便了工人操作，而且有效地解決了平衡柱鉚接開裂的問題，具體鉚接情況見圖6。

圖5 優(yōu)化后的鉚槍結(jié)構(gòu)

圖6 鉚接情況

另一套工裝為鉚槍桿和鉚槍頭直接制造成一體結(jié)構(gòu)，但該工裝受結(jié)構(gòu)的限制不能直接裝到現(xiàn)有鉚槍上進(jìn)行應(yīng)用，為此，針對(duì)一體結(jié)構(gòu)的鉚槍桿特訂購了一把專用鉚槍，該鉚槍不僅能夠滿足一體結(jié)構(gòu)鉚槍桿的安裝要求(見圖7)，而且方便了工人操作，同時(shí)解決了平衡柱鉚接開裂的問題，具體鉚接情況見圖8。

圖7 鉚接情況

圖8 鉚接情況

4 經(jīng)濟(jì)分析

采用新結(jié)構(gòu)的鉚槍桿鉚接平衡柱，不僅解決了鑄鋁轉(zhuǎn)子平衡柱鉚接開裂的問題，而且取消了平衡環(huán)，實(shí)現(xiàn)了直接在平衡柱上平衡的要求。如按平均每月有120臺(tái)可取消平衡環(huán)的電機(jī)進(jìn)行計(jì)算，平衡環(huán)按H500電機(jī)的平衡環(huán)大小進(jìn)行計(jì)算，平均每個(gè)平衡環(huán)費(fèi)用約375元(含材料費(fèi)、工時(shí)費(fèi)、熱裝費(fèi))，一年12個(gè)月共節(jié)約成本：375元/個(gè)×120個(gè)/月×12月=54萬元。即取消平衡環(huán)將會(huì)給公司節(jié)約大量的制造成本。

5 結(jié)語

通過對(duì)鑄鋁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及組織疏松的平衡柱鉚接機(jī)理進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了新結(jié)構(gòu)的鉚槍桿，配備了專用的鉚槍，實(shí)現(xiàn)了平衡柱由中心鉚接改為四周鉚接的工藝，徹底解決了平衡柱鉚接開裂的問題。改工藝研究的成功不僅提高了產(chǎn)品制造質(zhì)量，而且取消了平衡環(huán)，降低了電機(jī)的制造成本。