基于低壓電機再制造的線圈拆線裝置設計

鳳 發

（廣西恒達電機科技有限公司，廣西 來賓 546100）

0 引言

當今我國經濟建設快速發展，電機作為工業生產中重要動力設備，使用越來越廣泛，同時由于電機長時間運行，不可避免造成電機疲勞損壞。隨著企業生產規模擴大及電機設備連續運行的實際情況，電機的需求越來越大，電機疲勞損壞也越來越多。因此，大部分損壞電機需要通過維修再制造后繼續使用，以達到節約資源、減少浪費的目的。電機再制造不僅是國家實現資源節約和循環經濟的重要途徑，也是企業自身創造效益的手段之一。通過電機再制造，將故障電機或低效率電機重新設計、修復可利用零部件等方法，使再制造電機滿足技術要求。再制造的電機采用新技術、新材料，可廣泛應用于各種工況條件的生產企業，其目的是使再制造后電機的效率達到技術標準的規定，其工藝方法采用無損、環保、無污染拆解方式，最大程度地利用和回收原電機的零部件，更換新的繞組、絕緣、軸承，其使用壽命達到新制造電機性能。

維修再制造產業誕生后，產品壽命周期不僅是產品的制造、使用和報廢處理三個階段，產品設計時充分考慮產品維護，采用包括再制造在內的先進技術對損壞產品進行修復和再制造，從而延續產品的性能和價值[1]。電機主要由導電材料、磁性材料、絕緣材料和結構材料等組合而成，具有體積大、成本高、結構復雜的特點。電機定子內部的線圈由不同規格銅線繞組構成，經絕緣漆浸漬固化，使線圈與硅鋼片形成牢固整體。由于電機鐵心除出現局部過熱燒毀，一般不更換硅鋼片。因此電機再制造過程中線圈的拆除工作較難，若在拆除線圈時操作不當易造成電機無法修復的損壞。

1 電機拆線存在的問題

1.1 電動拆線機存在的問題

現有電動拆線機，集電動切割與拆線于一體，采用快速安全的電動切割和自動牽引電動拆卸新型拆線工具，使用于各類小型電機繞組全部或局部燒毀的快速拆除，具有操作靈活、省工省力、速度快、效率高且不會毀壞鐵心、電機邊沿等特點，是工礦電機修理的理想電動拆線設備。但現有電機電動拆線機普遍存在結構復雜，造價高昂等缺點，且無法普遍適用于各種型號的電機。

1.2 人工電機再制造拆線存在的問題

目前，電機再制造拆線常由人工完成，首先依據電機內徑大小選擇鋒利扁鑿沿鐵心根部并與鐵心平齊角度鑿斷兩端線圈，注意避免損傷定子齒形和定轉子鐵心產生毛刺及劃痕，導致鐵心損耗增加[2]。后選擇尺寸合適的鐵棒將線圈從槽內打出，或將槽內線圈震松后從一端用拉線器、葫蘆等拆除工具將線圈拉出。此過程需避免用力過猛造成槽口損壞及鐵心翹起。若線圈材質過硬較難拆除，常使用電加熱烘房或丙酮熔接后拆除。拆線過程中需注意避免鐵心齒被刮傷而產生歪斜，甚至整個鐵心槽歪倒。若定子鐵心變形會導致定轉子裝配時受到影響，轉子無法在定子中自由轉動造成定轉子摩擦或卡堵，嚴重時造成電動機報廢[3]。因此拆線工藝過程對工人技能要求較高，不僅增加工人工作難度，且需耗費較大體力，不適用于大批量修理。

2 低壓電機再制造線圈拆線裝置創新設計

定子線圈通過浸漬絕緣漆與定子鐵心固化為一個整體，通常很難拆解，在過去的電機修理中，采用火燒線圈的方法去掉絕緣漆，破壞了鐵心質量，對環境污染大。本設計理念采用專用設備切割繞組端部，無損、無污染。設計一種低壓電機再制造線圈拆線裝置，主要由底座、搖臂驅動機構、工作臺和防護結構組成，搖臂驅動機構上安裝鋸盤，底盤上配置轉盤式工作臺。工作時通過搖臂驅動機構調節鋸盤的位置使其對準需切割的端部線圈，切割時可轉動轉盤工作臺使電機旋轉沿圓周向切割電機端部的線圈。所設計裝置可快速精準切割電機端部線圈，有效避免人工操作時因角度或用力錯誤而對鐵心造成損壞，同時所安裝的防護結構可根據需求調節位置，有效阻擋切割過程中切削屑飛濺，避免切削屑對工作人員造成傷害。

切割拆除繞組端部后，采用液壓設備壓出帶線圈的定子鐵心，鐵心進行加熱后，拉出定子線圈，按新方案重新繞制線圈。定子鐵心清理后，進行下線、接線、耐壓試驗，合格后進入VPI 浸漆罐浸漆，浸漆后進入烘箱烘干（圖1）。

圖1 低壓電機再制造線圈拆線裝置結構圖

2.1 低壓電機再制造線圈拆線裝置結構設計

低壓電機再制造線圈拆線裝置由底座、搖臂驅動機構、工作臺和防護結構組成，底座上安裝常規搖臂鉆床結構作為搖臂驅動機構，包括立柱和搖臂，立柱安裝在底座一端帶動搖臂做回轉運動，搖臂套裝于立柱軸上。搖臂包括活動柱和搖臂導軌，活動柱套裝在立柱上，搖臂導軌安裝于活動柱外側壁，主軸箱可移動地安裝在搖臂導軌上，主軸箱輸出端向下安裝鋸盤，主軸箱帶動鋸盤沿搖臂導軌水平移動，進一步準確調整鋸盤對準電機繞組端部切割位置。主軸箱內裝驅動電機，下端安裝主軸，主軸下端鎖緊鋸盤，啟動主軸箱驅動電機，可驅動主軸帶動鋸盤旋轉切割線圈。底盤上裝置電機工作臺，工作臺為轉盤，鋸盤切割電機端部線圈同時轉動轉盤完成圓周向切割。

底座裝配操作工位，兩側固定安裝兩組滑槽于底座上，滑槽導向方向指向工作臺。防護結構裝于工作臺與操作工位之間，選用防護板或防護網，防護結構兩端裝配滑輪在滑槽上，使防護結構在操作工位與工作臺之間滑動調整保護范圍[4]。

2.2 低壓電機再制造線圈拆線裝置運動結構特點

低壓電機再制造線圈拆線裝置運動結構主要為搖臂驅動機構基于線圈切割角度的調整和運動切割。搖臂驅動機構中立柱可轉動地安裝在底座一端，帶動搖臂做回轉運動，搖臂一端連接套裝在立柱軸向活動柱上做垂直運動。搖臂導軌安裝于活動柱外側壁，主軸箱沿搖臂導軌移動，內含驅動電機帶動下端與主軸鎖緊的鋸盤旋轉切割線圈。

3 低壓電機再制造線圈拆線裝置操作實例

工作時，操作人員將需修理電機吊裝立置于工作臺上，逐一調節搖臂驅動機構立柱、搖臂和主軸箱，使鋸盤對準電機繞組端部切割位置。操作人員位于操作工位根據需要移動防護結構使防護結構位于操作人員與工作臺之間，保護操作人員有效阻擋切割過程中產生的切割屑。啟動主軸箱驅動電機使鋸盤轉動切割線圈，同時操作人員轉動工作臺使電機同步旋轉，保持鋸盤沿電機的周向完整的切割電機端部線圈[5]。

4 創新效果

所述低壓電機再制造線圈拆線裝置采用搖臂驅動機構設置，在搖臂驅動機構上安裝鋸盤，工作時轉盤式工作臺放置需要切割的電機，搖臂驅動機構可調節鋸盤的位置對準需要切割的端部線圈，對準線圈后切割的同時轉動轉盤工作臺可使電機旋轉以完整沿周向切割電機端部線圈。

本裝置能快速精準完成電機端部線圈切割工作，有效避免人工操作時角度或用力錯誤而對鐵心造成的損壞。此外，操作工位設置防護結構，防護結構位置可調節，有效阻擋切割過程中切削屑飛濺，保護切削屑對工作人員造成傷害。

5 結束語

電機再制造工程是創新電機修理方式，降低低效電機市場的有效措施。需以產品全壽命周期設計和管理為指導，以優質、高效、節能、節材和環保為目標。基于低壓電機再制造的線圈拆線裝置設計，可有效避免人工操作時角度或用力錯誤而對鐵心造成損壞，解決勞動力耗費大，不適用于大批量修理的主要難題，達到電機端部線圈切割角度精準調節，提高電機拆線效率。