中小电机换轴工艺探讨

朱惠民　唐军军

摘 要：南车戚墅堰机车有限公司——电机电器公司承接内燃机车上的大部分交直流电机修理工作，其中包括一些中小电机，如：启动发电机、励磁发电机及空压机电机等，由于此类电机经过多次大修，在检修过程中时常发生转轴尺寸超差、接触面达不到规程要求、轴头螺纹不良等缺陷，更换整个转子成本较高，因此只有更换新的转轴，本文主要描述了此类电机转轴更换工艺方案及要求。

关键词：内燃机车；交直流电机；中小电机；换轴

1 引言

近些年，内燃机车各型中小电机转子转轴更换率明显上升，这与机车使用年限有关，大部份电机经过多次大修，转轴的外形尺寸、接触面等早已偏离原始尺寸，因此更换转轴的相关工作迫在眉睫。中小电机与直流牵引电机虽然结构都差不多，但整体尺寸相差太多，在换轴工艺上不能完全互换，同时工装也无法通用，因此需要重新设计制作相关工装及编制相关的换轴工艺。

2 工艺分析

以ZQF-80型启动电机为例，电机转轴与转子铁芯配合为过渡配合（配合间隙：-0.009～0.016），与前后支架配合为过盈配合（前后端过盈量分别：0.07～0.105；0.01～0.035）。转轴通过矩形键进行扭矩的传递。正常情况下可以采用冷压的方式把电机转轴直接压出，再将新轴直接压进转子。由于修理电机都经过多次真空绝缘浸漆处理，电机转轴与铁芯配合面间隙填满绝缘漆，因此导致转轴在拆卸时不容易拆出。同时要考虑转子在换轴时的定位及固定方式，避免转子偏斜，转轴轴压弯的情况发生，因此还需要制作专用工装。

3 解决措施及工艺方案

3.1 修理电机换向器及线圈已经装配成一体，所以在压轴时应避免碰损线圈及换向器，因此必须设计工装保护转轴两端，设计的工装及安装后的状态见图1。

3.2由于修理电机都经过多次真空绝缘浸漆处理，电机转轴与铁芯配合面间隙填满绝缘漆，如果直接将转轴与铁芯进行冷压分类，容易导致铁芯内孔拉毛、转轴压弯等故障，从而使得转轴无法拆除，即使拆除转轴也会因铁芯内孔拉毛导致整个转子报废。由于绝缘漆的性能会随温度的变化而改变，在高温情况下绝缘漆的硬度会降低，因此采用整体对转子进行加热的方法。即将转子放入烘箱进行加热处理，一般温度控制在135℃±5℃（加热温度不得高于电机绝缘等级允许的最高温度），待转子整体温度达到135℃左右时进行转轴的拆卸。

3.3 转轴出烘箱后，必须在短时间内吊运至油压机工作台上（换向器端朝上），开启油压机，配合专用顶杆将转轴慢慢压出。整个压轴过程应注意保持压柱、顶杆与轴的竖直相对位置，若三者不在一竖直线上应立即停止，压轴过程中压力表不能超过20MPa，压装示意图见图2。

3.3压出轴后，检查转子内孔无损伤，快速清理去除内孔档边上的毛刺、异物等；同时将转子吊运至橡胶地面上翻身，使换向器端位于下端，再次将转子吊运至液压机工作平台上，并取下传动端工装，如图3所示。

3.4转轴压装准备：在新转轴上装好键（此工作应在压轴前完成，避免压装时间太长，转子冷却后影响压装），将转轴吊运到转子上方（传动端朝上），对准卡槽的位置，缓慢下降，使转轴小端进入转子内。压轴前调整好转子位置，使转子垂直放置于压柱的正下方，并在轴头上方垫一块铜垫保护轴头，如图4所示。

3.5 压装：启动液压机，使油压机压柱缓慢下降，当压柱与铜板接近时，使用点动控制，应确保转轴是竖直状态下压入转子中。整个压入过程中应持续加压，待转轴压装到位后保压，注意观察压力表不能超过15Mpa，压装完成后使用塞尺检测转轴档边密贴转子内孔档边无间隙。压入过程中，若压力表在转轴未压入到位时出现异常升高，应立即关闭油压机排除问题后方可继续加压。（一般发生此类问题有以下几个原因：①转轴偏斜，非垂直状态②键未安装到位卡滞在转轴与内孔之间③内孔清理不干净，有异物卡滞。）。

3.6转轴的变形量复测：转轴压好后需上车床进行校核，以两端顶针孔为基准，复核轴承档位及轴头的径向跳动量符合图纸要求即可，如超出则说明转轴变形，需重新压装换轴。

实施效果：

目前已经按照此工艺方法修复数十个转轴损坏中小电机转子，并装车运行，未发生因转轴压装不当导致的故障。可以推广应用到其他类似的中小型直流电机的转轴更换。为公司节约了一定修理成本。

参考文献

[1]各型机车大检修规程

[2]各型中小电机转子检修技术条件