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YQS系列潛水電機鑄鋁轉子熱穿工藝簡析

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摘要

潛水電機轉子熱穿工藝中, 由於存在過盈量和加熱後鋁導條膨脹引起鐵芯熱漲, 使鐵芯增長, 熱穿後不能恢復, 導致鋁導條產生很大的拉應力, 嚴重影響潛水電機的品質。

潛水電機轉子熱穿工藝電機軸和鐵芯配合中, 由於存在過盈量和鑄鋁鐵芯加熱後鋁導條膨脹引起鐵芯的熱漲, 使鐵芯增長, 熱穿後不能恢復, 導致轉子鋁導條產生很大拉應力, 嚴重影響潛水電機的品質和使用壽命。 針對這一問題, 本文給出了熱穿後鐵芯伸長量的經驗計算方法和解決控制這一問題的一些經驗。

1、分析

YQS系列潛水電機鑄鋁轉子的生產中, 一般生產工藝是:沖片→疊片壓裝(穿假軸)→鑄鋁→退假軸→熱穿電機軸→磨軸承擋→車鐵芯→車鋁環→穿平衡環……, 其中熱穿軸是傳統工藝, 它是把鑄鋁轉子加熱膨脹後穿在電機軸上, 利用過盈配合把電機軸和鑄鋁轉子鐵芯內孔冷卻後抱緊成為一體。

實際應用中, 鐵芯加熱膨脹穿在電機軸上後, 因是過盈配合, 鐵芯冷卻後與電機軸抱為一體, 但同時又由於過盈量的存在, 鑄鋁鐵芯並沒有恢復到加熱前的狀態, 由於剛性軸與鐵芯的溫差及鋁導條與鐵芯線膨脹係數的不同, 易使鑄鋁鐵芯熱穿在電機軸上後, 產生軸向增長, 嚴重影響了特別是細長鑄鋁轉子潛水電機的品質,

主要危害和影響如下:

(1)由於鑄鋁鐵芯受熱增長, 熱穿後不能恢復到原來的狀態, 極大地增加了鋁導條的內拉應力, 熱穿時由於鋁導條膨脹係數大, 在漲力的作用下鐵芯進一步反彈增長, 冷卻抱緊後, 鋁導條收縮量大, 因鐵芯與軸抱緊和反彈進而阻止導條收縮, 更加劇了導條拉應力的疊加, 極易導致電機使用中接近額定負荷就斷條。 再由於鑄鋁中難免有氣孔、雜質存在, 使導條的強度大大降低, 在拉應力較大的情況下極易產生斷條, 通過對斷條的轉子橫斷面檢測, 這種現象非常多。

(2)熱穿後鐵芯長度增長超差, 這部分增長在電機軸上朝一端增長, 如果熱穿後平鋁環, 按通常圖1的圖樣設計,

則易造成車掉一端鋁環的厚度來彌補這部分增長, 致使兩端鋁環厚度相差較大, 致使鋁環電流密度增加, 加大鋁耗, 降低了電機的性能。

(3)造成轉子鐵芯疊壓係數降低, 定轉子鐵芯不重合, 轉子鐵芯壓裝品質下降, 電機雜散耗增加。

(4)使轉子電阻增大, 電機效率降低, 溫升高, 轉差率大。

因此, 鑄鋁轉子熱穿工藝對潛水電機的品質有著極大的影響, 所以解決熱穿工藝弊端並控制掌握住這部分增長量很有必要。

2、問題

熱穿法是利用過盈量來實現鐵芯和軸結合的, 但由於過盈量的存在和熱穿導致鐵芯的增長不能恢復, 所以利用熱穿工藝生產鑄鋁轉子時應注意:

(1)疊壓轉子鐵芯時, 應考慮到這部分增長量, 使熱穿後轉子鐵芯長度控制在圖紙設計公差範圍內,

注意加熱過程中和熱穿操作中, 儘量避免轉子鐵芯的吊放和施加較大的外力。

(2)圖紙設計中應考慮這部分增長量, 絕不能忽視用車鋁環厚度來彌補這部分增長量, 否則嚴重影響電機品質。

(3)嚴格控制鑄鋁鐵芯的加熱溫度。 嚴格控制鐵芯和軸之間配合的過盈量, 保證鐵芯熱穿到位情況下加快鑄鋁鐵芯降溫(可用吹風降溫)。

(4)注意假軸與鐵芯的配合及磨損, 保證壓裝品質。 鑄鋁鐵芯不要放置時間太長再熱穿。

3、探討

分析了鑄鋁轉子熱穿工藝的弊端後, 將工藝改為:轉子鐵芯疊壓片時直接穿在電機軸上, 改鐵芯與電機軸過盈配合為H/h配合, 用鍵連接來傳遞扭矩。 新的工藝流程為:沖片→疊壓鐵芯(直接穿電機軸上)→鑄鋁→磨軸承擋→車鐵芯→平鋁環→…… 採用此工藝,

需注意以下幾點:

(1)電機軸與鐵芯沖片採用H/h配合, 電機軸上銑平鍵槽與鑄鋁鐵芯平鍵連接, 傳遞扭矩, 用軸用彈性擋圈卡緊鐵芯防止竄動。

(2)由於直接在電機軸上穿片, 壓緊時需重新考慮工裝設備是否受到電機軸長度的影響。

(3)因電機軸直接穿片鑄鋁, 在壓裝和鑄鋁工序中注意保護好電機軸及兩端的中心孔不被損傷。

4、結語

採用改進後的工藝, 不僅消除了熱穿工藝時鐵芯膨脹增長對電機的危害, 也避免了穿退假軸造成鐵芯漲力大反彈的弊端, 解決了給鋁導條造成很大拉應力易引起斷細條的隱患, 而且節省了不少假軸工裝, 避免了熱穿造成的廢品。 總之,通過實踐該工藝改進後極大的減少了鑄鋁轉子的廢品,同時也提高了電機品質,延長了使用壽命。

來源 | 網路

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總之,通過實踐該工藝改進後極大的減少了鑄鋁轉子的廢品,同時也提高了電機品質,延長了使用壽命。

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