汽輪發(fā)電機(jī)（空冷）轉(zhuǎn)子銅排沖孔拖動(dòng)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)與制造

摘 要：汽輪發(fā)電機(jī)（空冷）轉(zhuǎn)子銅排沖孔拖動(dòng)機(jī)構(gòu)是用來(lái)完成銅排沖孔工序的專(zhuān)用工藝裝備。其工作原理是將沖模安裝在沖床上，將銅排一端穿過(guò)沖模定位槽與托動(dòng)設(shè)備連接并固定，不同產(chǎn)品配置專(zhuān)用的節(jié)距定位尺板來(lái)控制產(chǎn)品節(jié)距（孔間距），通過(guò)拖動(dòng)機(jī)構(gòu)與沖床沖孔之間有規(guī)律的聯(lián)動(dòng)，來(lái)完成轉(zhuǎn)子銅排沖孔工序。本文闡述了銅排沖孔工序?qū)Ｓ猛袆?dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造。解決以往拖動(dòng)設(shè)備噪音大、定位機(jī)構(gòu)不合理、設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量逐年下降等難題，并對(duì)其技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了描述，其經(jīng)驗(yàn)對(duì)同行業(yè)具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)（空冷）；轉(zhuǎn)子銅排；沖模；沖孔；拖動(dòng)；節(jié)距定

引言

汽輪發(fā)電機(jī)（空冷）轉(zhuǎn)子銅排沖孔拖動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行穩(wěn)定性及設(shè)計(jì)可靠性，是確保生產(chǎn)進(jìn)度，降低設(shè)備故障提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。以往拖動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是采用氣動(dòng)馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)源，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)噪音大，嚴(yán)重影響員工的身心健康，且氣動(dòng)馬達(dá)部件及定位板等易損件頻繁更換，導(dǎo)致設(shè)備維修停機(jī)率高，，嚴(yán)重制約生產(chǎn)的正常進(jìn)行，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。

1 氣動(dòng)馬達(dá)拖動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、存在問(wèn)題及缺陷

1.1 氣動(dòng)馬達(dá)拖動(dòng)機(jī)構(gòu)與床沖的配合工作流程是：

1）定位（定位板與定位銷(xiāo)充分接觸并保持），2）沖孔，3）定位板上移（取消與定位銷(xiāo)的定位），4）拖料機(jī)構(gòu)前行一個(gè)節(jié)距定位（定位板下移再次定位），重復(fù)上述1～4的動(dòng)作完成銅排沖孔工作。

值得注意的是，在動(dòng)作3發(fā)生的過(guò)程中，由于氣動(dòng)馬達(dá)的工作原理，使拖動(dòng)機(jī)構(gòu)上的定位板與定位尺板上的定位銷(xiāo)分離時(shí)產(chǎn)生相對(duì)摩擦，長(zhǎng)期使用造成定位板磨損，使產(chǎn)品節(jié)距發(fā)生相對(duì)改變，孔節(jié)距超出產(chǎn)品圖紙規(guī)定的公差范圍，導(dǎo)致加工工件報(bào)廢，不及時(shí)更換定位板將嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成產(chǎn)品加工、原材料、人工等浪費(fèi)，給企業(yè)造成損失，頻繁更換定位板也將造成生產(chǎn)停機(jī)損失。為了解決這些問(wèn)題，降低廢品率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理的新型銅排沖孔拖動(dòng)機(jī)構(gòu)是十分必要的。

1.2 氣動(dòng)馬達(dá)拖動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理

氣動(dòng)馬達(dá)拖動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理是在一定壓力的風(fēng)源作用下，連續(xù)輸出一個(gè)單一方向（即拖料機(jī)構(gòu)移動(dòng)方向）的動(dòng)力，當(dāng)動(dòng)力受阻時(shí)機(jī)構(gòu)可停止移動(dòng)，但驅(qū)動(dòng)力并沒(méi)有消失，這個(gè)驅(qū)動(dòng)力通過(guò)定位板，以水平方向作用在定位銷(xiāo)側(cè)面，當(dāng)定位板垂直向上移動(dòng)時(shí)，與定位銷(xiāo)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)摩擦

f=？滋N(yùn) f-摩擦力 ？滋-摩擦系數(shù) N-正壓力（作用在定位銷(xiāo)的側(cè)面）

不難理解，一根銅排有多少個(gè)孔，就產(chǎn)生相同數(shù)量的相對(duì)滑動(dòng)摩擦，一臺(tái)空冷100MW機(jī)組約有2萬(wàn)個(gè)通風(fēng)孔，這樣頻繁的相對(duì)滑動(dòng)摩擦?xí)?dǎo)致定位板磨損，進(jìn)而影響銅排節(jié)距尺寸發(fā)生改變，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就導(dǎo)致質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生。

2 沖床沖孔及拖動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的聯(lián)動(dòng)特點(diǎn)分析

當(dāng)定位銷(xiāo)與定位板充分接觸時(shí)沖床沖孔（此時(shí)要求定位板與定位銷(xiāo)保持充份接觸， 以保證節(jié)距尺寸），當(dāng)結(jié)束沖孔，沖頭提升后，定位板與定位銷(xiāo)水平分離（解除相互作用力N=0），定位板提升，拖動(dòng)機(jī)構(gòu)與定位板在驅(qū)動(dòng)力作用下，整體移到下一個(gè)定位銷(xiāo)處進(jìn)行下一次沖孔，這樣周而復(fù)始直至沖完最后一個(gè)孔。這里關(guān)鍵是：（1）機(jī)構(gòu)拖料時(shí)，保持定位板與拖動(dòng)機(jī)構(gòu)相對(duì)不動(dòng)，但整體水平移動(dòng)。（2）沖孔的過(guò)程中，始終保持定位板與定位銷(xiāo)充分接觸，以保證節(jié)距尺寸。（3）解除定位板與定位銷(xiāo)之間的相互作用力。

3 解決方案

3.1 選用直聯(lián)式行星針輪擺線減速機(jī)，配以變頻電機(jī)作為新銅排拖動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源（電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，有效實(shí)現(xiàn)定位板與定位銷(xiāo)之間的充分接觸與徹底分離）

3.2 模塊Ⅰ為定位板及銅排固定支架，模塊Ⅱ?yàn)橥蟿?dòng)支架，將模塊Ⅰ及模塊Ⅱ通過(guò)直線軸承連接及導(dǎo)向（直線軸承的底座安裝在模塊Ⅱ的拖動(dòng)支架上，而直線軸承的滑座安裝在模塊Ⅰ的支架上），彈簧拉力器實(shí)施預(yù)拉力，實(shí)現(xiàn)模塊Ⅰ和模塊Ⅱ的整體移動(dòng)，當(dāng)定位板接觸定位銷(xiāo)時(shí)，模塊1靜止，此時(shí)模塊2向前移動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)定位板與定位銷(xiāo)完全接觸，在延時(shí)繼電器的作用下，沖床完成沖孔后，電機(jī)翻轉(zhuǎn)，拖動(dòng)機(jī)構(gòu)反向移動(dòng)，使定位板與定位銷(xiāo)分開(kāi)，此時(shí)氣動(dòng)電磁閥使定位板提升，在彈簧預(yù)拉力作用下，模塊Ⅰ及模塊Ⅱ形成一體，在模塊Ⅱ的拖動(dòng)作用下前移，在延時(shí)繼電器的作用下，定位板通過(guò)此前沖孔的定位銷(xiāo)后下移，直到接觸下一個(gè)定位銷(xiāo)。這樣實(shí)現(xiàn)定位板與定位銷(xiāo)充分接觸與徹底分離，消除了定位板的摩擦，杜絕了定位板的磨損，從而保證沖孔節(jié)距不變。

3.3 利用原設(shè)備輔助架上的齒條和節(jié)距定位尺板（定位銷(xiāo)）。

3.4 根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)新型銅排拖料機(jī)構(gòu)。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

選擇：一級(jí)立式直聯(lián)型行星針輪擺線減速機(jī)

5 控制部分

通過(guò)變頻電機(jī)、無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)及延時(shí)繼電器、三位四通氣動(dòng)電磁換向閥等控制，實(shí)現(xiàn)沖床及銅排拖動(dòng)機(jī)構(gòu)的有效聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)的沖孔工藝操作。

6 結(jié)論

通過(guò)設(shè)計(jì)、制造、安裝及調(diào)試，成功制造了改進(jìn)型轉(zhuǎn)子銅排沖孔拖動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有技術(shù)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行平穩(wěn)可靠等特點(diǎn)，有效的克服了原有機(jī)構(gòu)存在的不足與缺陷。先后完成了空冷60MW、空冷100MW及空冷135MW等汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子銅排沖孔工藝產(chǎn)品的生產(chǎn)，同時(shí)完成了390H燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子銅排沖孔工藝產(chǎn)品的生產(chǎn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)進(jìn)度有了很大的提高，特別是提升了產(chǎn)品制造裝備的生產(chǎn)水平和生產(chǎn)能力，解決了產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)進(jìn)度慢、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)噪音大等技術(shù)難題。