630E 卡車電動輪定子線包更換改進工藝

吳海濱

（神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司 設(shè)備維修中心，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯010300）

630E 電動輪自卸卡車載重量154 t，一直是黑岱溝露天煤礦主要的原煤運輸設(shè)備之一，但由于設(shè)備投入使用時間長，老化嚴(yán)重，各種電氣問題日漸嚴(yán)重，特別是直流電動輪電樞環(huán)火的故障，環(huán)火引發(fā)的電氣問題越來越多，定子線包更換頻率也越來越高。

傳統(tǒng)的定子線包更換工藝，存在很多的不安全因素，裝配也費時費力，露天礦車間檢修成員對630E 卡車電動輪定子線包更換工藝進行改進，成功的制作了新的定子線包更換工具，極大的節(jié)省了維修時間，提高了露天礦630E 電動輪卡車的出動率。

1 630E 卡車電動輪定子線包

630E 卡車的運行是通過電動輪中的電樞運轉(zhuǎn)來驅(qū)動行星輪來實現(xiàn)的，電樞通過電樞軸承保持其在電動輪內(nèi)部沿幾何中心線平衡地旋轉(zhuǎn)。帶電流運轉(zhuǎn)的電樞與磁極距離不斷變化，很容易使電樞發(fā)生環(huán)火故障。隨著不平衡的加劇將會造成電樞和定子線包摩擦碰撞，出現(xiàn)電樞落架甚至更為嚴(yán)重的掃膛事故，造成定子線包損毀報廢，所以保證定子線包輸出穩(wěn)定的磁場至關(guān)重要。

1）630E 電動輪定子結(jié)構(gòu)。630E 電動輪額定功率562.6 kW，最高電壓800 V，最大電流2 500 A，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)1 540 r/min 的直流電動機[1]。定子部分是由定子基座和電氣定子線包組成。基座內(nèi)壁的直徑為700 mm，電氣定子線包氣隙為400 mm。電氣勵磁、換向線包分別用M24 的內(nèi)六角螺栓和M10 的螺栓將其固定在基座上，內(nèi)部形成環(huán)繞式磁場。

2）630E 電氣部分結(jié)構(gòu)。電氣部分是由4 個勵磁線包和4 個換向線包組成。勵磁線包兩兩1 組，換向線包4 個為1 組。1 個勵磁線包1 個換向線包而形成直流電動機的環(huán)形磁場。 定子線包都是由鐵芯、線圈、絕緣層組成。勵磁線包自重為35 kg，換向線包自重為15 kg。

2 630E 電氣部分裝配工藝流程

1）首先將定子內(nèi)部清理干凈，避免油污、者塵土等異物進入定子內(nèi)部，同時用絕緣漆對定子內(nèi)定子線包指定位置進行噴漆處理，以加強定子線包本身對地的絕緣性能，噴漆后等待1min，使絕緣漆中的水分自然風(fēng)干，以免影響定子線包的絕緣性能[2]。

2）作業(yè)人員用手支撐起鋼管，將鋼管的前端通孔位置對準(zhǔn)勵磁定子線包中心孔，必須放平，放正，同時鋼管前端與定子線包接觸的部分應(yīng)加襯墊，防止鋼管損壞定子線包的鐵芯或線圈，作業(yè)人員與支持鋼管的作業(yè)人員溝通協(xié)調(diào)一致，使用自制的M18螺栓旋入，既必須保證定子線包本身不會鋼管脫離，又要保證定子線包在左右方向上有輕微的移動，這就依靠經(jīng)驗來判斷，允許前后有100 mm 的誤差。

3）將吊帶固定在靠近定子線包側(cè)鋼管1/3 的位置，作為杠桿原理的起吊的，固定的位置必須牢固（通常使用吊帶在鋼管上至少保證1 圈的方式進行防滑，即便這樣也不能完全保證起吊點的位置一直不會改變）前面所有的工序都準(zhǔn)備完畢，由現(xiàn)場專職指揮人員，下達(dá)作業(yè)許可指令，由行車操作人員鳴鈴作為提示信號，小高度，短行程進行吊運，待起吊平穩(wěn)后便可進行裝配作業(yè)。

4）用5 t 的行車起吊吊帶，同時遠(yuǎn)離定子線包側(cè)的鋼管尾部（配重部分）依靠2 人的臂力同時向下施加壓力，才能將定子線包平穩(wěn)起吊，施加壓力時，2個作業(yè)人員必須溝通一致，同時作業(yè)，稍有不慎其中1 人出現(xiàn)失誤，就會出現(xiàn)難以預(yù)測的后果：一是作業(yè)人員受傷，一是設(shè)備損壞或者是造成更嚴(yán)重的后果。故作業(yè)人員配合尤為重要。

5）從定子線包的工位開始起吊直到電動輪定子內(nèi)部，吊運的過程中必須有專人指揮，始終保證移動路線上不能有任何異物，同時提示周圍其他人和物，一邊行車走，一邊作業(yè)人員跟隨移動，同時施加向下的力。移動過程中是個很有難度的過程，很耗費體力，2 個作業(yè)人員的步調(diào)必須一致，同時還要考慮行車本身在移動方向上的慣性，做到低速度，慢移動。

6）定子線包到達(dá)定子空間時，移動行車小車前后的方向緩慢地將定子線包放入電動輪內(nèi)部，放置過程必須保證定子線包前后左右的位置，使定子線包不能與電動輪定子有磕碰，以免損傷定子線包，即將到達(dá)定子線包指定位置時開始進行對孔，這也是最難的一步，由于作業(yè)空間受限，放入定子線包后，空間變得更加狹小，就要把所有的輔助設(shè)備工器具都撤出后，作業(yè)人員爬入電動輪定子內(nèi)部僅靠人的力量去微調(diào)螺孔，由于內(nèi)部空間有限加上內(nèi)部空間黑暗很難1 次就對正，反復(fù)以上的動作可能有時候得4、5 次，允許前后1 mm 的誤差。

7）對正螺栓孔后用M24 的內(nèi)六角螺栓固定定子線包，開始先試擰幾扣，觀察和感受螺栓旋入的力量是否吃力，若比較吃力則表明螺栓的孔沒有完全對正，必須繼續(xù)調(diào)整定子線包的位置，最后是螺栓很輕松正常地璇入，用扭力扳手扭矩為651 N·m 將勵磁定子線包固定。

8）如此反復(fù)地將其余勵磁定子線包和換向定子線包逐個固定在定子指定的位置上，測量氣隙距離在誤差范圍內(nèi)，并對勵磁定子線包和換向定子線包分別做匝間試驗和對地試驗，確定完好，再進行整體使用380 V 釬焊機進行焊接，形成一個環(huán)形的磁場，使電樞在電動輪內(nèi)部平穩(wěn)順滑地轉(zhuǎn)動，向負(fù)載輸出穩(wěn)定的扭矩。定子線包電氣接線圖如圖1。

圖1 定子線包電氣接線圖

2．2 裝配過程中的弊端

1）人的不安全因素。具體為：①吊帶與鋼管1/3處的接觸面很容易打滑，很容易造成吊帶的前后滑動，一旦滑動后，平衡點改變，起吊吃力，甚至很難起吊；②起吊過程中，人一旦控制不好向下的力量直接導(dǎo)致定子線包滑落，易造成人員和設(shè)備損壞事故；③吊運過程中，作業(yè)人員一邊控制向下的壓力，一邊觀察移動路線上是否有障礙物，很容易分散人的注意力，存在重大安全隱患。

2）物的不安全狀態(tài)。鋼管是自制帶彎度，加上定子內(nèi)部受限空間，配合不一致，很容易造成作業(yè)人員手指擠傷事故。

3 裝配工藝改進

為了解決作業(yè)過程中存在的不安全因素和無形中增加勞動強度，決定對工藝進行改進，設(shè)備設(shè)施進行改進和優(yōu)化，設(shè)計出水平方向的Y 型吊具，首先它是使用定子線包本身自重作為配重，作業(yè)人員不再參與其中，其次在水平方向上恰恰是用了直角邊，增大了作業(yè)空間。

3．1 Y 型吊具設(shè)計

Y 型吊具設(shè)計圖如圖2。

圖2 Y 型吊具設(shè)計圖

整體采用高度為20 mm 寬度為40 mm 的Q235彈性鋼材一體成型[3]，Y 型開口尺寸為1 000 mm。在與定子線包接觸的前端d 部分開寬25 mm 長40 mm 的通孔，保證M18 自制螺栓恰好能通過，在上方部分即d 通孔部分的正上方，在鋼材上進行鉆孔，深度不得超過鋼板厚度的，同時進行攻絲用M8 的螺栓吊環(huán)能夠旋入固定，作為行車吊運的位置。扶手位置e 使用直接為42 mm 的鋼管進行焊接而成，長度為1 000 mm。作為控制定子線包擺入時的方向和具體位置。在2 個90°的直角處使用拉筋進行焊接，增大彼此之間的引力，減小定子線包自重造成鋼架變形，盡可能使定子線包在水平方向保持平衡。

3．2 Y 型吊具的制作過程

首先使用厚度為20 mm、寬度為40 mm、長度為3 000 mm 的Q235 彈性鋼材，使用沖壓機一次成型，在其中一邊厚度為原來的1/2，寬度也變?yōu)樵瓉淼?/2，焊接成槽型的模具，與原框架焊接成為一個整體[5]，分別焊于ac 和ab 2 條邊。最難的也是最重要的是bd 邊（吊運定子線包邊）。首先首先它的前端不能加厚只能（因為螺栓通過孔b 與定子線包相連接），余留前端的距離為300 mm。通過查閱資料想要增加其穩(wěn)定性，三角形的穩(wěn)定性比槽型更加穩(wěn)定，而且承受的應(yīng)力，同等情況下增加1.5 倍。于是在bd邊決定使用三角形作為其護邊，同時還減輕了整體的質(zhì)量，使用銳角為15°的直角三角形焊接而成，最后再與框架焊接成型，最終既保證了最大的應(yīng)力又保證了該裝置的輕量化，達(dá)到最優(yōu)的狀態(tài)[6]；另外其中的一個難點是該裝置的中心點（起吊點）的選擇，該點決定了吊運重物是始終保持裝置的平衡性，開始測試，首先在沒有任何外力的作用下，假設(shè)只吊運定子線包本身，它的中心點肯定在定子線包的重心上，再考慮裝置的自重，它的重心點肯定就會隨之改變。吊點與裝置水平度變化見表1。

表1 吊運點與裝置水平度變化

從表1 中可以看出，最后決定距離前端200 mm近視最為起吊錨點。

3．3 Y 型吊具的試用

使用5 t 行車通過螺栓吊環(huán)，吊運定子線包，bd邊在水平方向保持平衡，沒有出現(xiàn)角度上的偏移變形[7]。行走過程中，作業(yè)人員只需要通過扶手e 位置行進方向調(diào)整即可，輕巧，便捷?？刂菩熊囄恢们『梅湃攵ㄗ泳€包指定位置，先用M24 內(nèi)六角螺栓進行對孔，需要微調(diào)時使用扶手輕微移動即可。將定子線包吊運螺栓旋出，人扶好扶手，行走行車然后側(cè)出Y型工具，完成裝配定子線包[8]。

4 2 種工藝對比

傳統(tǒng)吊運過程是把定子線包吊運的中心點放在定子內(nèi)部，即有限作業(yè)空間內(nèi)部。使得作業(yè)環(huán)境變得更加狹小，作業(yè)更加不方便，直接影響作業(yè)人員的安全；而后者的作業(yè)空間至少提高1/3，使人在有限作業(yè)空間更加靈活。吊運支撐點的改變直接也改變了力的作用點，使傳統(tǒng)工藝需要通過外力使杠桿保持平衡，而且人施加的力量也很難平穩(wěn)有效地輸出作用到杠桿上。新工藝不需要額外的力量，作業(yè)人員是方向的控制者，很大程度保證作業(yè)安全，相比前者提高了作業(yè)效率，節(jié)約了維修成本，保證了設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

5 結(jié) 語

露天礦630 E 自卸卡車電動輪定子線包更換工藝改造很大程度地減少了由原來費時費力、不安全作業(yè)等多種問題，提高了檢修效率，加快了檢修進度。該設(shè)備運行至今未發(fā)生過不安全行為，提高了露天礦630 E 電動輪卡車的使用率。