關于電機制造工藝應用以及管理分析

范 銳

（佳木斯電機股份有限公司，黑龍江 佳木斯 154002）

1 電機制造工藝的發(fā)展現狀

1.1 工藝特點

電機制造工藝屬于機械制造的范疇。除了機械制造工藝的一般特點外，它還具有自己的特點，體現在以下幾個方面：電機的型號很多，每一個品種又分為多個規(guī)格；這些部件不僅有機械連接，還具有電、磁、熱等相互作用。要求零件的制造質量必須符合標準。如果個別零件有缺陷，會影響電機的正常運行，嚴重時可能導致電機損壞；有許多制造過程和復雜的過程。除常規(guī)加工外，有些零件需要特殊加工工藝，如卷繞、鐵芯等；制造電機的原材料有多種品種規(guī)格，包括傳統的金屬材料和導電、磁性、絕緣材料[1]。

1.2 過程狀態(tài)

電機制造工藝主要包括以下內容：鐵芯制造、繞組制造等。具體流程狀態(tài)如下：

1.2.1 鐵芯的制造工藝

在電機的結構中，鐵芯是不可缺少的重要部件之一，其制造工藝直接影響電機的性能。鐵芯制造工藝包括以下兩部分，即沖孔制造和鐵芯壓力機配件。硅鋼片的厚度決定了電機鐵芯的損耗。為了減少鐵芯的損失，應選用薄的硅鋼片，但過薄的硅鋼片機械強度不夠，鐵芯的制造時間會增加。沖壓保溫厚度所占比例在貼合后會增大，鐵芯本身的貼合系數會減小，橫截面積會減小。因此，在電機制造過程中，需要選擇合適厚度的硅鋼片。鐵芯沖壓按形狀可分為以下幾種類型：圓形、扇形、鏟形等，不同型號電機采用的沖壓形狀不同。定子鐵芯常用的壓機安裝方法有外壓機安裝和內壓機安裝兩種。在外壓配合時，通過沖孔片內圓定位，然后將沖孔片堆疊，將溝槽樣棒插入四周的四個溝槽內，通過加壓使壓裝膨脹輪胎膨脹，擴大鐵芯內圓，壓緊鐵芯，放入卡扣后，將兩端彎曲，并將鐵芯端面牢固扣緊，使鐵芯整體成型；內壓組件使用底座將支柱銷和弧鍵固定在鐵芯肋上，以避免鐵芯軸向移動。內部按擬合的過程中，把繪畫和齒壓板壓力基本修復鐵芯肋骨的肩膀，把沖進基地先后根據標記槽和銷孔的外圓，并完成外圓定位打孔。最后按下鐵芯，放置電弧鍵，將電弧鍵與壓環(huán)焊接連接，使鐵芯固定在底座上。與外壓配合相比，內壓配合工藝不需要使用輪胎膨脹，模具結構更簡單[2]。

1.2.2 電機零件的加工工藝

機械加工是整個電機制造的基石。幾乎所有涉及整臺機器裝配的部件在加工后都能正確地組合成一個整體的電機。圍繞定子和轉子的鐵心，基座、定子鐵心、端蓋、軸、轉子鐵心和換向器是加工的重中之重。以底座和端蓋為例，底座支承和固定定子鐵芯和端蓋保證了定子和轉子的相對位置。具有較高的加工精度。如果尺寸加工超差，輕殼會導致返工，影響生產進度，重殼會嚴重影響電機性能，甚至燒壞電機。常用的加工工藝包括端面和端面的車削，底腳表面的銑削和孔的鉆孔。一方面，端蓋多為薄壁件，通常采用大中型電機底座的焊接結構。由于夾緊不小心，這些結構容易變形。一般情況下，野牛爪加工后，尺寸會發(fā)生較大的變化，導致常見的橢圓現象。它要求工人師傅要有良好的經驗，掌握夾緊力，沒有可靠的判斷標準，很多時候，一些企業(yè)為了使裝配容易，會增大擋塊之間的配合間隙，這實際上是飲鴆止渴，這不利于提高電機的整體質量；另一方面，螺紋走不動規(guī)的失效是許多企業(yè)普遍存在的問題。有的企業(yè)甚至不在檢查范圍內，對螺紋質量問題視而不見。

1.2.3 核心制造工藝

鐵芯是電機的有效部件之一。鐵芯的制造工藝對電機的可操作性有很大的影響，主要分為沖孔制造和鐵芯分層制造。沖孔件由沖床加工，用模具保證精度。在自動支撐下，生產率非常高，但目前，首先是模具制造周期非常長，制造成本非常高，模具維修不方便，容錯率非常低；第二，目前很多企業(yè)的自動化似乎只是半自動化。在實際使用中，自動化設備經常出現故障。例如下料后吸盤不能成功取出沖孔件，往往需要人工取出。定子沖孔片的沖孔槽切入內圈和轉子沖孔片的沖孔軸孔后，還需要人工搬運，包括后續(xù)沖孔片的堆垛，要真正實現自動化，首先需要很高的設備投資。其次，它可以很好地適應現有的工藝路線，甚至可以改變企業(yè)的制造工藝習慣。設備可以用錢解決，但改變習慣是一件困難的事情。因此，真正實現沖壓制造自動化還有很長的路要走。

1.2.4 線圈制造工藝

繞組分為電樞繞組和磁極繞組。根據結構和制造方法的不同，可分為松散纏繞和成形纏繞。以形成繞組為例，過程如下：繞組（繞組死）-張緊和復雜（張緊機和復雜的死）-國際米蘭匝絕緣膠凝（熱壓模）-包絕緣（膠帶包裝機和手提包）-熱壓固化，此外，絕緣貫穿其核心。由此可見，卷繞制造工藝復雜，與電氣性能密切相關，是對企業(yè)電氣技術水平的檢驗。繞組是用漆包線纏繞在電機上的線圈的組合。電感和電抗是與繞組關系最密切的參數[3]。

2 電機制造工藝的發(fā)展趨勢

2.1 設備及自動化升級

在設備方面：第一，為了節(jié)約成本，很多企業(yè)一直在使用報廢邊緣加工設備或者一些陳舊的二手設備。有些人甚至不做設備的日常維護。紡錘用肉眼敲擊，工作仍在進行。怎樣才能保證產品的質量？要想做好，首先要使用它的工具，而設備的升級其實是很多企業(yè)的普遍現象，刻不容緩。許多工藝問題實際上是加工后的遺留問題。如果在處理前能打好基礎，后續(xù)的問題就會少一些。第二，使用特殊的加工設備，主要是針對一些大批量的產品。以箱體電機焊接底座的加工為例。一般來說，立式車床加工總長度、內圓和停機。如果底座比較長，立式車床往往不能一次加工到位，還必須翻轉總長度方向進行夾緊。眾所周知，重復夾緊加工中最禁忌，每個內部圈子的集中性，停止和鐵芯塊底部非常高，除了不一致引起的數據重復夾緊，焊接件的翻轉也將導致幾何公差的加工尺寸的變化，這樣的損失不值得。

2.2 模具的靈活設計與應用

模具通用性設計：對于一些產品型號多、中心高、范圍廣、同種電機訂單少的企業(yè)，模具設計往往滿足一次性使用的需求，然后就失去了使用價值。以卷繞模具為例，一旦使用，進入模具倉庫可能意味著“今生未見”，造成很大的浪費和損失。很多企業(yè)利用工具改造來利用剩余價值，但這并不能根治問題。如果很難改變，就得換新，浪費人力很長時間。第一次模擬考試也是從總體設計上考慮的。它真的可以想到一種方法來調整工具到一定程度。柔性工裝的應用：例如疊層工裝的死胎結構可以改成伸縮結構。無論是采用液壓結構還是螺紋結構，都具有良好的除胎性能和適用性；夾具擋塊改為卡盤定位，鉆套由固定式改為可更換式，可滿足多直徑擋塊定位和鉆多直徑孔位。

2.3 技術和質量是核心競爭力

俗話說，酒香不怕巷深。在我看來，技術和產品質量是核心競爭力的基礎。技術需要人才，質量需要工匠精神。培養(yǎng)和儲備技術人才，人才是企業(yè)的活水，尤其是技術，但很少有人愿意為技術獻身。第一，當前的社會氛圍是浮躁的，很多大學畢業(yè)生不愿意從事技術工作。第二，很多技術人員在工作一段時間后會感到辛苦和無聊。第三，優(yōu)秀技術人員的培訓周期很長，通常需要7-8 年。第四，整體制造環(huán)境不太重視技術。中國的電機制造已有60 多年的歷史。雖然晚了100 多年，但它發(fā)展迅速，以其高質量和低價格在國際市場上占有很大的份額。從表面上看，雖然制造工藝已經成熟，但實際制造工藝中仍有許多問題需要解決，這些問題限制了電機制造技術的發(fā)展進程，阻礙了國民經濟的發(fā)展。因此，必須采取相關措施加以改善，充分研究和把握其發(fā)展趨勢。電機作為一種電磁裝置，應用廣泛。電機的制造過程與產品質量密切相關。在電機制造的過程中，相同的設計，相同的原材料，電機的質量往往會有很大的差異。最大的區(qū)別是線圈絕緣的耐壓強度，約為80%，其次是耗鐵值，約為40%，這使得電機的使用壽命不同。之所以會出現這種情況，主要是因為所選的裝配工藝并不完美。由于在電機制造過程中，有些缺陷無法通過零件檢查發(fā)現，所以將有缺陷的零件用于電機，導致電機質量下降，使用壽命縮短。隨著市場對電機的需求不斷增加，電機的生產規(guī)模不斷擴大。為了生產出高質量的電機產品，必須采用合理可行的工藝方案和方法，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程的要求。未來電機制造工藝應向綠色和柔性方向發(fā)展。

3 電機應用管理

3.1 電機應用管理的目的

電機應用管理的主要目的包括兩個方面。一方面是規(guī)范電機的使用，盡量減少對電機的損壞，積極做好日常保養(yǎng)工作。另一方面是在電機出現問題或故障后進行責任追究和后續(xù)處理，以保證及時性和責任性。

3.2 電機應用管理方法

電機應用管理方法包括制定管理制度、完善管理部門、明確管理職責。制度的確定包括電機征用、電機檢查、故障分析與處理、獎懲制度等；管理部門的設立包括三個部分：管理責任的明確包括管理人員的直接替換和發(fā)生重大責任事故時的相關處罰，從而確保事故責任能夠落實到個人身上，能夠及時處理和解決[4]。

3.3 電機常見故障

3.3.1 機械故障

掃孔故障是電機運行中常見的機械故障。主要原因是電機底座加工設備的特殊性以及加工過程中所采用的壓合工藝。根據部件的不同，可簡單分為定子大頭鐵芯、定子大頭端頭、轉子或底座等。定子鐵芯掃孔故障除了本身的質量問題外，也與引入底座的過程密切相關。質量問題包括表面凸片、鐵刺、馬蹄鐵或分層問題。引入過程中出現的問題包括不對準、大頭沖頭擠壓或底座變形等。另外，如果鐵芯的內圓低于定子的槽楔，這也會導致艙室清掃的問題。因此，在安裝底座時要注意強度和時間，避免因粗放操作造成的質量隱患。雖然在實際運行過程中，轉子偏心引起的掃孔問題很少出現，但如果問題無法消除或原因不明，則可以適當考慮。底座本身的質量控制，包括端面、止點、外緣的處理整齊光滑，符合相關標準和質量要求。

3.3.2 機械噪聲

噪聲的產生伴隨著電機故障的發(fā)生。它不僅可以作為判斷故障的標準，還可以為故障排除提供信息確認。根據噪聲產生的不同，可簡單地分為導風板異常噪聲、高頻和低頻電磁噪聲、由高到低的沉悶噪聲、軸承噪聲或不均勻碰撞聲等。擋風玻璃的異響直接代表非標裝配工藝或非標加工。這些質量問題直接導致依從性下降和摩擦的產生。如果風擋板焊接質量太粗糙，也會導致異響的發(fā)生。電磁聲的發(fā)生通常與轉子的外徑、表面或材質密切相關。如果轉子電磁切割用鐵芯的內腔不好或不光滑，也會發(fā)生異響。在判斷問題原因的過程中，要進行綜合考慮和排除。沉重的消音很容易判斷，因為它在產生的過程中是高低交替的。產生這種噪聲的主要原因有三個方面：鐵芯松動、軸承磨損和電流不平衡。軸承的磨損不僅會加重損耗，而且還會降低轉子和定子的同心度，導致噪聲不均勻。此外，如果電流不平衡或聲音過鈍，很可能與斷相操作、接地錯誤、過載等問題有關。軸承噪聲具有金屬摩擦“吱吱”聲的特征，與球產生的“唧唧”聲明顯不同。在判斷的過程中，應該仔細區(qū)分。

4 電機保養(yǎng)方法

4.1 掃膛保養(yǎng)

電機室掃的維護主要是判斷室掃的狀況和位置。當過錯輕時，電機的主要特點是外表面溫度高，去除外殼后內層可能會出現紫色和藍色的劃痕。產生這些問題的原因主要是電機頻繁拆裝或表面加工精度差。在處理過程中，根據損壞程度，擦拭、涂抹潤滑脂或更換。

4.2 軸承的維護

軸承是保證電機穩(wěn)定、高效運行的關鍵部件。一般情況下，如有磨損，應及時更換，以免出現更大的質量問題。但是，由于經濟條件的限制和對資源保護重視程度的提高，目前的處理方法通常采用堆焊修復。

4.3 日常維護

日常維護電動機故障控制具有重要意義，包括清潔工作環(huán)境上的灰塵和油污，檢查起動設備和連接螺絲是否被燒毀或松散，控制空氣濕度，以保證電動機的絕緣，防止腐蝕性氣體或含水量過高損壞絕緣材料。

5 結語

電機制造過程涉及生產效率、產品質量等諸多因素。研究電機的制造工藝對全面提高電機的綜合性能具有重要意義。在此基礎上，從分析電機制造技術的現狀入手，提出電機制造技術的發(fā)展趨勢。希望本文的研究能有助于提高電機的制造技術水平，延長電機的使用壽命。