永磁電機(jī)因其功率因數(shù)高、效率高等特點(diǎn)而在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。永磁電機(jī)一般將磁鋼裝在轉(zhuǎn)子上,以保障定子電氣聯(lián)接的可靠性。其結(jié)構(gòu)型式有:

磁鋼嵌入式——轉(zhuǎn)子沖片沖有磁鋼槽，磁鋼裝在槽內(nèi)，因在沖片制造時(shí)已充分保障了磁鋼槽的對(duì)稱度，進(jìn)而保障了磁路的對(duì)稱性;

磁鋼粘接式——將磁鋼用特殊的粘接劑粘在磁軛上;靠工藝保障磁鋼均勻以使磁路對(duì)稱;粘接牢固以使在較大的線速度下不至脫開。

除一般的制造工藝(如機(jī)械、熱工、電鉗工藝)外,永磁電機(jī)的制造有幾個(gè)關(guān)鍵工藝:

(1)由于磁鋼的極強(qiáng)吸附力,在與鐵磁性材料(如鐵心、轉(zhuǎn)軸等)靠近時(shí)極易吸附。轉(zhuǎn)子裝配時(shí),磁鋼與轉(zhuǎn)子磁鋼槽裝配間隙僅0.1mm左右,當(dāng)磁鋼接近轉(zhuǎn)子鐵心時(shí),極強(qiáng)的吸附力將磁鋼直接吸附在鐵心上而很難裝入槽內(nèi);而一旦吸附即很難再分開,裝配難度極大且具有一定的危險(xiǎn)性。

(2)總裝時(shí)轉(zhuǎn)子若沒有強(qiáng)勁準(zhǔn)確的導(dǎo)向保障，定、轉(zhuǎn)子將以很強(qiáng)的磁力吸附、抱死,難以分離,導(dǎo)致總裝失敗。

本文主要討論永磁電機(jī)磁鋼裝配及總裝配的關(guān)鍵制造工藝過程。

1、轉(zhuǎn)子的磁鋼裝配工藝

1.1工藝要點(diǎn)

磁鋼裝配時(shí),應(yīng)設(shè)法克服磁鋼對(duì)轉(zhuǎn)子鐵心的強(qiáng)磁性吸引力以保障裝配順利,磁鋼極性正確以保障磁路對(duì)稱。為此進(jìn)行了詳細(xì)的工藝試驗(yàn),確定了磁鋼裝配的工藝方案,設(shè)計(jì)了磁鋼裝配工裝及導(dǎo)向夾具,并以合理的手段定性分析所裝配磁鋼極性,每槽磁鋼相對(duì)磁通量數(shù)值接近,即保障磁路對(duì)稱,以保障磁鋼裝配質(zhì)量。

1.2工藝過程

(1)為保障裝配的準(zhǔn)確無誤,設(shè)計(jì)工裝夾具。

(2)進(jìn)行磁鋼分離、極性標(biāo)識(shí)檢查、磁通量相對(duì)數(shù)值檢查,以保障裝配后每極磁通量相等,同時(shí)進(jìn)行外觀檢查,看是否有破損。各種牌號(hào)的永磁材料雖有標(biāo)準(zhǔn)保障其基本性能,但各廠的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不同,而且同一牌號(hào)的永磁材料即使在同一工廠生產(chǎn)也有工藝上的不同而使不同日期或不同爐號(hào)的永磁材料在性能上產(chǎn)生偏差。因此上述檢查工作是相當(dāng)重要的。一臺(tái)電機(jī)應(yīng)裝配同一批號(hào)的磁鋼,以保障電機(jī)的電磁性能。

(3)工作場地的準(zhǔn)備:將轉(zhuǎn)子裝配工作場地用非磁性護(hù)欄圍起,并在醒目位置作明確警示;工作場地清掃干凈,用高壓風(fēng)對(duì)場地各角落進(jìn)行清理,不允許有鐵屑、焊渣等鐵磁性廢物;準(zhǔn)備好所用的非磁性工裝夾具、不銹鋼無磁扳手、隔板、木質(zhì)支撐、銅錘、3240玻璃布板等。

(4)將疊好沖片的轉(zhuǎn)子用高壓風(fēng)吹凈,并用白布包扎好以防調(diào)運(yùn)過程中帶有其他雜質(zhì)廢物;將轉(zhuǎn)子支撐好(使轉(zhuǎn)子呈水平狀態(tài)),再次用樣板檢查轉(zhuǎn)子上的磁鋼槽,然后將防護(hù)工裝夾具固定于轉(zhuǎn)子上,準(zhǔn)備裝磁鋼。

(5)每兩塊磁鋼之間用厚度約15mm的非磁性板隔開,并在每塊磁鋼的兩個(gè)大面(工作面)上標(biāo)明“N”、“S”極性,且明確標(biāo)寫磁通量的相對(duì)數(shù)值。數(shù)值相同的磁鋼基本上是在一起放置的,以便于裝配。用手在木質(zhì)支撐上將磁鋼分開。

注意:請一定不要拿兩塊磁鋼進(jìn)行操作,一旦吸附在一起,將無法進(jìn)行分離,且兩塊磁鋼吸附過程中極易傷人,非常危險(xiǎn)。要求操作者在操作過程中一定要將磁鋼一塊一塊裝配。將磁鋼遠(yuǎn)離鐵磁性材料,然后再裝入磁鋼導(dǎo)向工裝里,對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子上的磁鋼槽。此時(shí)應(yīng)注意磁鋼的“N”、“S”裝配極性以及磁鋼磁通量相對(duì)數(shù)值。裝配時(shí)不要將一個(gè)轉(zhuǎn)子槽中磁鋼全部裝滿,而是先將整個(gè)轉(zhuǎn)子磁鋼槽分別各裝一塊、兩塊??直到很后完成全部裝配。裝配時(shí),如某塊磁鋼裝配不到位,可以用銅棒或非磁性硬棒將磁鋼推到位。注意:不能用力過猛,以免將磁鋼敲打破損。

(6)用指南針對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子外圓各槽檢查磁鋼極性,極性合格后裝配其他固定用的零部件;很后將轉(zhuǎn)子整體用白布包好,準(zhǔn)備流入下一工序。

2、總裝工藝

2.1工藝要點(diǎn)

裝有磁鋼的轉(zhuǎn)子整體吸附力極強(qiáng),定、轉(zhuǎn)子之間氣隙較小,在總裝時(shí)容易造成定、轉(zhuǎn)子之間因引力大而發(fā)生碰撞,可能導(dǎo)致定、轉(zhuǎn)子吸附在一起難以分開,甚至報(bào)廢,且易造成人身傷害。傳統(tǒng)的立裝或臥裝工藝已無法滿足要求,因此在保障定、轉(zhuǎn)子絕同心的條件下再行總裝是工藝關(guān)鍵。

2.2工藝過程

(1)設(shè)計(jì)一不帶磁性的假轉(zhuǎn)子,用假轉(zhuǎn)子將機(jī)座校正;

(2)裝端蓋、永磁轉(zhuǎn)子;

(3)總裝。

設(shè)計(jì)的永磁電機(jī)工藝采用假轉(zhuǎn)子、總裝機(jī)等非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,在我廠開發(fā)研制的UT系列電機(jī)上試驗(yàn),總裝配工藝性強(qiáng),操作性可靠。目前,該類電機(jī)總裝配工藝在國內(nèi)同類電機(jī)生產(chǎn)行業(yè)中處領(lǐng)地位,使我廠在國內(nèi)節(jié)能潛水電機(jī)領(lǐng)域內(nèi)保持工藝技術(shù)領(lǐng),新市場拓展迅速。

與專用機(jī)床廠家共同研制了總裝機(jī),可滿足永磁電機(jī)生產(chǎn)需要。另外,通過一段時(shí)間的生產(chǎn)摸索,設(shè)計(jì)補(bǔ)充了部分工裝,如總裝配之前采用了假轉(zhuǎn)子工裝導(dǎo)向定位,并改進(jìn)了工藝方法,使生產(chǎn)效率提高約2～3倍。

3、工藝水平提升情況

結(jié)合永磁電機(jī)制造，可在如下幾方面提升工藝技術(shù)水平：

(1)轉(zhuǎn)子鑄鋁與磁鋼裝配同時(shí)考慮：在研制UT系列永磁同步潛水電機(jī)制造時(shí),由于轉(zhuǎn)子磁鋼槽形復(fù)雜,且與鑄鋁導(dǎo)條僅間隔1mm,鑄鋁后磁鋼槽變形狀況難以控制,國內(nèi)同類電機(jī)生產(chǎn)制造時(shí)報(bào)廢率較高。為此在工藝制定轉(zhuǎn)子磁鋼槽形定位保障方案,鑄鋁與磁鋼裝配同時(shí)考慮,配置了槽形修整及磁鋼裝配導(dǎo)向等一系列裝置,使磁鋼容易裝配到位,轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不受影響,達(dá)到設(shè)計(jì)的精度要求。

(2)磁鋼“分層式”裝配：由于沖片結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,每臺(tái)轉(zhuǎn)子裝配80塊磁鋼,磁鋼吸附、排斥力極強(qiáng),因而在工藝上采用“分層式”裝配方案,配制準(zhǔn)確的導(dǎo)向非標(biāo)準(zhǔn)裝置,使磁鋼克服吸附力、排斥力順利進(jìn)入槽內(nèi),裝配設(shè)計(jì)位置,避免了磁鋼破損,同時(shí)使磁鋼裝配工效提高三分之一,保障極性正確。

(3)采用假轉(zhuǎn)子定位總裝：因常規(guī)工藝裝配使定、轉(zhuǎn)子裝配時(shí)吸附粘死而無法裝配,通過假轉(zhuǎn)子、定裝機(jī)構(gòu)與車床結(jié)合調(diào)試,使定轉(zhuǎn)子裝配到位?？傊?采用以上工藝制造方法,填補(bǔ)了我廠在永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼裝配、總裝配及檢測工藝上的空白,使我廠在永磁電機(jī)制造工藝技術(shù)水平方面具有成熟的技術(shù)飛躍和技術(shù)支持。