一種小型發(fā)電機(jī)的可升降定轉(zhuǎn)子自動插裝機(jī)的設(shè)計開發(fā)*

嚴(yán)慧萍，吳曉紅，馮 剛，屈育杰，楊銀寧

(蘭州工業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730050)

0 引 言

在發(fā)電機(jī)生產(chǎn)裝配車間，人工裝配生產(chǎn)高精度的發(fā)電機(jī)比較困難，而且在裝配的過程中工人不能保持統(tǒng)一的裝配標(biāo)準(zhǔn)，同批產(chǎn)品中所生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)質(zhì)量也有很大的區(qū)別。為了解決這一問題，本文依據(jù)液壓傳動技術(shù)、自動控制技術(shù)、研制一種面向小型發(fā)電機(jī)的可升降定轉(zhuǎn)子自動插裝機(jī)提高裝配精度和生產(chǎn)效率,滿足發(fā)電機(jī)企業(yè)的生產(chǎn)需求。

1 機(jī)械結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)

小型發(fā)電機(jī)的可升降定轉(zhuǎn)子自動插裝機(jī)主要由機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和自動控制裝置構(gòu)成，其中機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括三部分，豎直方向結(jié)構(gòu)部分，水平方向結(jié)構(gòu)部分和承載部分：自動控制裝置主要采用的是三菱系列PLC為主控裝置，還包括繼電器，行程開關(guān)，光電傳感器等。

1.2 工作原理

如圖1和圖2所示為本裝置的裝配圖中的主視圖和左視圖,現(xiàn)根據(jù)圖1和圖2對裝置工作原理進(jìn)行講解。

圖1 主視圖1.床頭插架 2.轉(zhuǎn)子支撐桿 3.前V型楔塊 4.電機(jī)轉(zhuǎn)子 5.電機(jī)定子 6.尾座V型楔塊 7.尾座 8.滑塊

圖2 左視圖

如圖1中4和5所示為電動機(jī)轉(zhuǎn)子與定子，本裝置主要解決電動機(jī)定子與轉(zhuǎn)子的裝配問題。

首先把電動機(jī)定子吊裝放置在圖2所示9舉升機(jī)上大致調(diào)整位置使其不與圖1中2轉(zhuǎn)子支撐桿接觸利用水平進(jìn)給裝置使電動機(jī)定子左移到達(dá)預(yù)定位置，然后把電動機(jī)轉(zhuǎn)子吊裝放置在如圖1所示3前V型楔塊和6尾座V型楔塊上。即完成電動機(jī)定子與轉(zhuǎn)子的吊裝工作。接下來進(jìn)行定轉(zhuǎn)子的裝配工作，調(diào)整圖2中9舉升機(jī)與10滾珠絲杠副完成定子與轉(zhuǎn)子同軸心的工作，再利用水平進(jìn)給裝置使電動機(jī)定子右移移到達(dá)預(yù)定位置，完成以上工作即完成電動機(jī)定轉(zhuǎn)子裝配工作。

1.3 主要裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.3.1 豎直方向舉升裝置

如圖3所示為豎直方向舉升裝置的三維示意圖，此裝置以電動機(jī)為動力源，通過將輸入的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)樨Q直方向運(yùn)動的直線運(yùn)動，具有精度高，控制方便的優(yōu)點(diǎn)[1]。

圖3 舉升裝置三維示意圖

1.3.2 水平方向結(jié)構(gòu)部分

小型發(fā)電機(jī)的可升降定轉(zhuǎn)子自動插裝機(jī)水平方向的運(yùn)動是靠液壓系統(tǒng)為其提供動力的，再利用執(zhí)行部件液壓缸活塞桿的伸出與縮回完成水平方向的運(yùn)動。

液壓缸部件是將流體壓力變?yōu)橐簤焊谆钊麠U直線運(yùn)動的裝置[2]，通過控制液壓缸活塞桿的往復(fù)運(yùn)動從而完成機(jī)器的水平運(yùn)動，如圖4所示為本裝置水平方向液壓系統(tǒng)原理圖。

圖4 液壓油路圖

2 控制系統(tǒng)的設(shè)計

小型發(fā)電機(jī)的可升降定轉(zhuǎn)子自動插裝機(jī)采用三菱PLC為主控單元，三菱PLC具有以下優(yōu)點(diǎn)：編程簡單、備有可自由選擇、豐富的品種、令人放心的高性能、高速運(yùn)算[3]等優(yōu)點(diǎn)。

2.1 設(shè)計輸入輸出端口

根據(jù)小型發(fā)電機(jī)的可升降定轉(zhuǎn)子自動插裝機(jī)的具體工作過程確定出PLC的輸入輸出分配表。如下表1本機(jī)器共有10個輸入，10個輸出。

表1 I/O分配表

2.2 PLC接線圖

通過對PLC I/O分配表的分析與結(jié)合機(jī)器實(shí)際情況設(shè)PLC硬件接線圖如圖5所示。

圖5 PLC硬件接線圖

3 應(yīng)用效果

本裝置主要解決的是發(fā)電機(jī)在定轉(zhuǎn)子裝配過程中由于受到體積的影響在對心時較為困難和其有關(guān)聯(lián)的一系列問題，通過本裝置正好能解決此問題，繼而在電動機(jī)定子與轉(zhuǎn)子裝配時大大降低了裝配難度提高了裝配精度與節(jié)約了成本。

4 結(jié) 語

設(shè)計了一種小型發(fā)電機(jī)的可升降定轉(zhuǎn)子自動插裝機(jī)，主要包括三大系統(tǒng)，豎直進(jìn)給系統(tǒng)，水平進(jìn)給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。豎直系統(tǒng)由于在工作過程中要承受發(fā)電機(jī)定子的重量，使用的是蝸輪蝸桿舉升機(jī)電動機(jī)為其提供動力。水平進(jìn)給系統(tǒng)采用液壓缸部件、通過控制液壓缸活塞桿的伸出與縮回完成水平方向的移動?？刂葡到y(tǒng)采用三菱PLC為主控單元，具有編程簡單運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)，主要創(chuàng)新點(diǎn)是整機(jī)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，大大提高了裝配效率，減少了裝配失誤。