HXN5主輔發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁極線圈制造工藝改進與創(chuàng)新

林炯+韓景濤+侯正華

摘 要：該文針對從GE公司引進的HXN5主輔發(fā)電機轉(zhuǎn)子線圈在國產(chǎn)化制造中出現(xiàn)的匝間絕緣擊穿率高，生產(chǎn)成本壓力大等現(xiàn)狀，通過區(qū)分線圈正反面，優(yōu)化打磨、增加酒精擦洗等工藝優(yōu)化，改進了該電機的制造工藝，確保了品質(zhì)，提高了市場競爭力。

關鍵詞：HXN5機車 主輔發(fā)電機 磁極線圈 制造工藝

中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（b）-0064-01

HXN5主輔發(fā)電機是我國2005年10月從美國GE公司引進的最大運行速度的交流傳動內(nèi)燃機車的配套電機，該機車為現(xiàn)今乃至將來我國鐵路干線的主型交流傳動內(nèi)燃機車[1]。按合同要求2009年后由我國自行生產(chǎn)，主輔發(fā)轉(zhuǎn)子磁極線圈的一次性通過率不到70%，造成了大量返工和物料浪費。針對以上問題，對制造工藝的各個環(huán)節(jié)進行了分析研究，提出了改進措施。

1 工藝分析及原因排查

按照GE公司引進的制造工藝主輔發(fā)轉(zhuǎn)子磁極線圈的制作步驟為：

線圈扁繞、一次退火、冷壓成型、二次退火、銅焊引線頭、線圈半徑成型、銑角、去除線圈毛刺、墊匝間絕緣、夾緊和粘合、平滑線圈、線圈測試、檢查線圈高度、磁極一體化

通過分析在制造過程中造成匝間絕緣擊穿的因素有：

（1）線圈內(nèi)殘留的尖棱毛刺劃破絕緣造成擊穿；

（2）線圈內(nèi)有雜質(zhì)造成通電狀態(tài)下雜質(zhì)處放電繼而破壞電機絕緣；

（3）線圈絕緣等級不夠或絕緣材料質(zhì)量有待提高。

前兩者根結(jié)在現(xiàn)場和線圈的清潔度不高，后者因引進的是成熟技術(shù)可能性不大，重點通過對制造現(xiàn)場和工藝操作進行排查發(fā)現(xiàn)，造成絕緣擊穿率居高不下的具體原因有以下4方面：

（1）“線圈冷壓成型”工序中，由于油壓時未要求做正反面區(qū)分，造成線圈壓弧后內(nèi)側(cè)翻邊和毛刺突出，后工序打磨去除毛刺時不僅困難，還不易清除，進而浪涌測試通過率低。

（2）“去除線圈毛刺”工序中，工藝要求將殘留的粉塵吹掃干凈，而使得浪涌試驗中受大電流強電場作用易氣化形成氣泡，進而造成氣泡處放電擊穿絕緣。

（3）“平滑線圈”工序中，要求用電動刮刀去除多余的絕緣墊，且刮除中的粉塵易濺入匝間，形成二次污染。

（4）試驗設備性能不穩(wěn)定，過流過壓也造成了匝間絕緣擊穿的增多。

2 工藝改進與技術(shù)創(chuàng)新

找出了根結(jié)并結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際，制定了解決和優(yōu)化的具體四項改進措施。

2.1 “做標識”

做標識，目的是便于冷壓成型時正面朝上，減少油壓形成的翻邊和毛刺，繼而減少“去除線圈毛刺”工序中的打磨量。

2.2 “清洗線圈”

在“去除線圈毛刺”工序中將原整體打磨改為局部打磨。打磨后改原工藝的吹掃為用酒精擦洗晾干，目的是更有效去除黏附的粉塵。

2.3 “增大絕緣余量”

在“平滑線圈”工序中刮除多余匝間絕緣目的是防止絕緣粉塵濺入匝間，同時也可防止刮刀傷及銅線。

2.4 “改良設備”

現(xiàn)場使用的浪涌測試儀為HFT VP201高頻絕緣測試儀，試驗時要求參數(shù)為壓力50 kN，這也為原設定的絕緣等級帶來破壞性影響。因此定期檢測設備的精確度納入日常管理，確保其測試時的性能穩(wěn)定和可靠。

3 效果檢驗及工藝固化

通過對工藝改進后匝間絕緣領用數(shù)量的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，匝間絕緣的報廢率為7.31%，較改進前的31.29%降低了23.98%，由于合格率由攻關前的68.71%提高到了97.69%，因此在后續(xù)的193臺電機制造中不包括所用的如：水溶性漆、刀具和用電損耗，僅原材料和工時費就為公司節(jié)約了近45萬元（表1）。

工藝技術(shù)改進不僅為產(chǎn)品質(zhì)量提供了保證和依據(jù)，更為公司的物耗成本控制創(chuàng)造了條件，同時還極大的提高了員工的積極性和作業(yè)效率，使得原本每天僅能完成3個線圈的整體打磨提高到每天能完成7～8個的局部打磨，效率提高了2.6倍。為固化工藝，持續(xù)改進，車間還通過隔離打磨區(qū)，改高壓風吹掃為吸塵器吸塵等措施避免所有工序在一個場地上進行，繼而造成灰塵交叉影響給質(zhì)量埋下隱患。

4 結(jié)語

通過工藝改進后線圈的一次性合格率雖得到了極大提高，但按照GE工藝要求擊穿后的匝間絕緣將報廢處理，不得修復使用，而在現(xiàn)場試驗中，通過對修補后的匝間絕緣進行破壞性試驗時，發(fā)現(xiàn)仍具有較好的絕緣和電氣性能，因此后續(xù)車間將繼續(xù)利用已報廢的材料做工藝試驗，打破照搬照抄“填鴨式”的技術(shù)引進，創(chuàng)新形成并固化為國產(chǎn)化的電機制造工藝，不僅確保產(chǎn)品品質(zhì)，并且提高市場價格帶來的成本競爭壓力。

參考文獻

[1] 李化，黃華強.車載式電流和電壓檢測儀的設計與應用[J].機車電傳動，2012（3）：49-51.endprint

摘 要：該文針對從GE公司引進的HXN5主輔發(fā)電機轉(zhuǎn)子線圈在國產(chǎn)化制造中出現(xiàn)的匝間絕緣擊穿率高，生產(chǎn)成本壓力大等現(xiàn)狀，通過區(qū)分線圈正反面，優(yōu)化打磨、增加酒精擦洗等工藝優(yōu)化，改進了該電機的制造工藝，確保了品質(zhì)，提高了市場競爭力。

關鍵詞：HXN5機車 主輔發(fā)電機 磁極線圈 制造工藝

中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（b）-0064-01

HXN5主輔發(fā)電機是我國2005年10月從美國GE公司引進的最大運行速度的交流傳動內(nèi)燃機車的配套電機，該機車為現(xiàn)今乃至將來我國鐵路干線的主型交流傳動內(nèi)燃機車[1]。按合同要求2009年后由我國自行生產(chǎn)，主輔發(fā)轉(zhuǎn)子磁極線圈的一次性通過率不到70%，造成了大量返工和物料浪費。針對以上問題，對制造工藝的各個環(huán)節(jié)進行了分析研究，提出了改進措施。

1 工藝分析及原因排查

按照GE公司引進的制造工藝主輔發(fā)轉(zhuǎn)子磁極線圈的制作步驟為：

線圈扁繞、一次退火、冷壓成型、二次退火、銅焊引線頭、線圈半徑成型、銑角、去除線圈毛刺、墊匝間絕緣、夾緊和粘合、平滑線圈、線圈測試、檢查線圈高度、磁極一體化

通過分析在制造過程中造成匝間絕緣擊穿的因素有：

（1）線圈內(nèi)殘留的尖棱毛刺劃破絕緣造成擊穿；

（2）線圈內(nèi)有雜質(zhì)造成通電狀態(tài)下雜質(zhì)處放電繼而破壞電機絕緣；

（3）線圈絕緣等級不夠或絕緣材料質(zhì)量有待提高。

前兩者根結(jié)在現(xiàn)場和線圈的清潔度不高，后者因引進的是成熟技術(shù)可能性不大，重點通過對制造現(xiàn)場和工藝操作進行排查發(fā)現(xiàn)，造成絕緣擊穿率居高不下的具體原因有以下4方面：

（1）“線圈冷壓成型”工序中，由于油壓時未要求做正反面區(qū)分，造成線圈壓弧后內(nèi)側(cè)翻邊和毛刺突出，后工序打磨去除毛刺時不僅困難，還不易清除，進而浪涌測試通過率低。

（2）“去除線圈毛刺”工序中，工藝要求將殘留的粉塵吹掃干凈，而使得浪涌試驗中受大電流強電場作用易氣化形成氣泡，進而造成氣泡處放電擊穿絕緣。

（3）“平滑線圈”工序中，要求用電動刮刀去除多余的絕緣墊，且刮除中的粉塵易濺入匝間，形成二次污染。

（4）試驗設備性能不穩(wěn)定，過流過壓也造成了匝間絕緣擊穿的增多。

2 工藝改進與技術(shù)創(chuàng)新

找出了根結(jié)并結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際，制定了解決和優(yōu)化的具體四項改進措施。

2.1 “做標識”

做標識，目的是便于冷壓成型時正面朝上，減少油壓形成的翻邊和毛刺，繼而減少“去除線圈毛刺”工序中的打磨量。

2.2 “清洗線圈”

在“去除線圈毛刺”工序中將原整體打磨改為局部打磨。打磨后改原工藝的吹掃為用酒精擦洗晾干，目的是更有效去除黏附的粉塵。

2.3 “增大絕緣余量”

在“平滑線圈”工序中刮除多余匝間絕緣目的是防止絕緣粉塵濺入匝間，同時也可防止刮刀傷及銅線。

2.4 “改良設備”

現(xiàn)場使用的浪涌測試儀為HFT VP201高頻絕緣測試儀，試驗時要求參數(shù)為壓力50 kN，這也為原設定的絕緣等級帶來破壞性影響。因此定期檢測設備的精確度納入日常管理，確保其測試時的性能穩(wěn)定和可靠。

3 效果檢驗及工藝固化

通過對工藝改進后匝間絕緣領用數(shù)量的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，匝間絕緣的報廢率為7.31%，較改進前的31.29%降低了23.98%，由于合格率由攻關前的68.71%提高到了97.69%，因此在后續(xù)的193臺電機制造中不包括所用的如：水溶性漆、刀具和用電損耗，僅原材料和工時費就為公司節(jié)約了近45萬元（表1）。

工藝技術(shù)改進不僅為產(chǎn)品質(zhì)量提供了保證和依據(jù)，更為公司的物耗成本控制創(chuàng)造了條件，同時還極大的提高了員工的積極性和作業(yè)效率，使得原本每天僅能完成3個線圈的整體打磨提高到每天能完成7～8個的局部打磨，效率提高了2.6倍。為固化工藝，持續(xù)改進，車間還通過隔離打磨區(qū)，改高壓風吹掃為吸塵器吸塵等措施避免所有工序在一個場地上進行，繼而造成灰塵交叉影響給質(zhì)量埋下隱患。

4 結(jié)語

通過工藝改進后線圈的一次性合格率雖得到了極大提高，但按照GE工藝要求擊穿后的匝間絕緣將報廢處理，不得修復使用，而在現(xiàn)場試驗中，通過對修補后的匝間絕緣進行破壞性試驗時，發(fā)現(xiàn)仍具有較好的絕緣和電氣性能，因此后續(xù)車間將繼續(xù)利用已報廢的材料做工藝試驗，打破照搬照抄“填鴨式”的技術(shù)引進，創(chuàng)新形成并固化為國產(chǎn)化的電機制造工藝，不僅確保產(chǎn)品品質(zhì)，并且提高市場價格帶來的成本競爭壓力。

參考文獻

[1] 李化，黃華強.車載式電流和電壓檢測儀的設計與應用[J].機車電傳動，2012（3）：49-51.endprint

摘 要：該文針對從GE公司引進的HXN5主輔發(fā)電機轉(zhuǎn)子線圈在國產(chǎn)化制造中出現(xiàn)的匝間絕緣擊穿率高，生產(chǎn)成本壓力大等現(xiàn)狀，通過區(qū)分線圈正反面，優(yōu)化打磨、增加酒精擦洗等工藝優(yōu)化，改進了該電機的制造工藝，確保了品質(zhì)，提高了市場競爭力。

關鍵詞：HXN5機車 主輔發(fā)電機 磁極線圈 制造工藝

中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（b）-0064-01

HXN5主輔發(fā)電機是我國2005年10月從美國GE公司引進的最大運行速度的交流傳動內(nèi)燃機車的配套電機，該機車為現(xiàn)今乃至將來我國鐵路干線的主型交流傳動內(nèi)燃機車[1]。按合同要求2009年后由我國自行生產(chǎn)，主輔發(fā)轉(zhuǎn)子磁極線圈的一次性通過率不到70%，造成了大量返工和物料浪費。針對以上問題，對制造工藝的各個環(huán)節(jié)進行了分析研究，提出了改進措施。

1 工藝分析及原因排查

按照GE公司引進的制造工藝主輔發(fā)轉(zhuǎn)子磁極線圈的制作步驟為：

線圈扁繞、一次退火、冷壓成型、二次退火、銅焊引線頭、線圈半徑成型、銑角、去除線圈毛刺、墊匝間絕緣、夾緊和粘合、平滑線圈、線圈測試、檢查線圈高度、磁極一體化

通過分析在制造過程中造成匝間絕緣擊穿的因素有：

（1）線圈內(nèi)殘留的尖棱毛刺劃破絕緣造成擊穿；

（2）線圈內(nèi)有雜質(zhì)造成通電狀態(tài)下雜質(zhì)處放電繼而破壞電機絕緣；

（3）線圈絕緣等級不夠或絕緣材料質(zhì)量有待提高。

前兩者根結(jié)在現(xiàn)場和線圈的清潔度不高，后者因引進的是成熟技術(shù)可能性不大，重點通過對制造現(xiàn)場和工藝操作進行排查發(fā)現(xiàn)，造成絕緣擊穿率居高不下的具體原因有以下4方面：

（1）“線圈冷壓成型”工序中，由于油壓時未要求做正反面區(qū)分，造成線圈壓弧后內(nèi)側(cè)翻邊和毛刺突出，后工序打磨去除毛刺時不僅困難，還不易清除，進而浪涌測試通過率低。

（2）“去除線圈毛刺”工序中，工藝要求將殘留的粉塵吹掃干凈，而使得浪涌試驗中受大電流強電場作用易氣化形成氣泡，進而造成氣泡處放電擊穿絕緣。

（3）“平滑線圈”工序中，要求用電動刮刀去除多余的絕緣墊，且刮除中的粉塵易濺入匝間，形成二次污染。

（4）試驗設備性能不穩(wěn)定，過流過壓也造成了匝間絕緣擊穿的增多。

2 工藝改進與技術(shù)創(chuàng)新

找出了根結(jié)并結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際，制定了解決和優(yōu)化的具體四項改進措施。

2.1 “做標識”

做標識，目的是便于冷壓成型時正面朝上，減少油壓形成的翻邊和毛刺，繼而減少“去除線圈毛刺”工序中的打磨量。

2.2 “清洗線圈”

在“去除線圈毛刺”工序中將原整體打磨改為局部打磨。打磨后改原工藝的吹掃為用酒精擦洗晾干，目的是更有效去除黏附的粉塵。

2.3 “增大絕緣余量”

在“平滑線圈”工序中刮除多余匝間絕緣目的是防止絕緣粉塵濺入匝間，同時也可防止刮刀傷及銅線。

2.4 “改良設備”

現(xiàn)場使用的浪涌測試儀為HFT VP201高頻絕緣測試儀，試驗時要求參數(shù)為壓力50 kN，這也為原設定的絕緣等級帶來破壞性影響。因此定期檢測設備的精確度納入日常管理，確保其測試時的性能穩(wěn)定和可靠。

3 效果檢驗及工藝固化

通過對工藝改進后匝間絕緣領用數(shù)量的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，匝間絕緣的報廢率為7.31%，較改進前的31.29%降低了23.98%，由于合格率由攻關前的68.71%提高到了97.69%，因此在后續(xù)的193臺電機制造中不包括所用的如：水溶性漆、刀具和用電損耗，僅原材料和工時費就為公司節(jié)約了近45萬元（表1）。

工藝技術(shù)改進不僅為產(chǎn)品質(zhì)量提供了保證和依據(jù)，更為公司的物耗成本控制創(chuàng)造了條件，同時還極大的提高了員工的積極性和作業(yè)效率，使得原本每天僅能完成3個線圈的整體打磨提高到每天能完成7～8個的局部打磨，效率提高了2.6倍。為固化工藝，持續(xù)改進，車間還通過隔離打磨區(qū)，改高壓風吹掃為吸塵器吸塵等措施避免所有工序在一個場地上進行，繼而造成灰塵交叉影響給質(zhì)量埋下隱患。

4 結(jié)語

通過工藝改進后線圈的一次性合格率雖得到了極大提高，但按照GE工藝要求擊穿后的匝間絕緣將報廢處理，不得修復使用，而在現(xiàn)場試驗中，通過對修補后的匝間絕緣進行破壞性試驗時，發(fā)現(xiàn)仍具有較好的絕緣和電氣性能，因此后續(xù)車間將繼續(xù)利用已報廢的材料做工藝試驗，打破照搬照抄“填鴨式”的技術(shù)引進，創(chuàng)新形成并固化為國產(chǎn)化的電機制造工藝，不僅確保產(chǎn)品品質(zhì)，并且提高市場價格帶來的成本競爭壓力。

參考文獻

[1] 李化，黃華強.車載式電流和電壓檢測儀的設計與應用[J].機車電傳動，2012（3）：49-51.endprint