HXN5主辅发电机转子磁极线圈制造工艺改进与创新
2014-11-19林炯韩景涛侯正华
林炯+韩景涛+侯正华
摘 要：该文针对从GE公司引进的HXN5主辅发电机转子线圈在国产化制造中出现的匝间绝缘击穿率高，生产成本压力大等现状，通过区分线圈正反面，优化打磨、增加酒精擦洗等工艺优化，改进了该电机的制造工艺，确保了品质，提高了市场竞争力。
关键词：HXN5机车 主辅发电机 磁极线圈 制造工艺
中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（b）-0064-01
HXN5主辅发电机是我国2005年10月从美国GE公司引进的最大运行速度的交流传动内燃机车的配套电机，该机车为现今乃至将来我国铁路干线的主型交流传动内燃机车[1]。按合同要求2009年后由我国自行生产，主辅发转子磁极线圈的一次性通过率不到70%，造成了大量返工和物料浪费。针对以上问题，对制造工艺的各个环节进行了分析研究，提出了改进措施。
1 工艺分析及原因排查
按照GE公司引进的制造工艺主辅发转子磁极线圈的制作步骤为：
线圈扁绕、一次退火、冷压成型、二次退火、铜焊引线头、线圈半径成型、铣角、去除线圈毛刺、垫匝间绝缘、夹紧和粘合、平滑线圈、线圈测试、检查线圈高度、磁极一体化
通过分析在制造过程中造成匝间绝缘击穿的因素有：
（1）线圈内残留的尖棱毛刺划破绝缘造成击穿；
（2）线圈内有杂质造成通电状态下杂质处放电继而破坏电机绝缘；
（3）线圈绝缘等级不够或绝缘材料质量有待提高。
前两者根结在现场和线圈的清洁度不高，后者因引进的是成熟技术可能性不大，重点通过对制造现场和工艺操作进行排查发现，造成绝缘击穿率居高不下的具体原因有以下4方面：
（1）“线圈冷压成型”工序中，由于油压时未要求做正反面区分，造成线圈压弧后内侧翻边和毛刺突出，后工序打磨去除毛刺时不仅困难，还不易清除，进而浪涌测试通过率低。
（2）“去除线圈毛刺”工序中，工艺要求将残留的粉尘吹扫干净，而使得浪涌试验中受大电流强电场作用易气化形成气泡，进而造成气泡处放电击穿绝缘。
（3）“平滑线圈”工序中，要求用电动刮刀去除多余的绝缘垫，且刮除中的粉尘易溅入匝间，形成二次污染。
（4）试验设备性能不稳定，过流过压也造成了匝间绝缘击穿的增多。
2 工艺改进与技术创新
找出了根结并结合现场生产实际，制定了解决和优化的具体四项改进措施。
2.1 “做标识”
做标识，目的是便于冷压成型时正面朝上，减少油压形成的翻边和毛刺，继而减少“去除线圈毛刺”工序中的打磨量。
2.2 “清洗线圈”
在“去除线圈毛刺”工序中将原整体打磨改为局部打磨。打磨后改原工艺的吹扫为用酒精擦洗晾干，目的是更有效去除黏附的粉尘。
2.3 “增大绝缘余量”
在“平滑线圈”工序中刮除多余匝间绝缘目的是防止绝缘粉尘溅入匝间，同时也可防止刮刀伤及铜线。
2.4 “改良设备”
现场使用的浪涌测试仪为HFT VP201高频绝缘测试仪，试验时要求参数为压力50 kN，这也为原设定的绝缘等级带来破坏性影响。因此定期检测设备的精确度纳入日常管理，确保其测试时的性能稳定和可靠。
3 效果检验及工艺固化
通过对工艺改进后匝间绝缘领用数量的统计发现，匝间绝缘的报废率为7.31%，较改进前的31.29%降低了23.98%，由于合格率由攻关前的68.71%提高到了97.69%，因此在后续的193台电机制造中不包括所用的如：水溶性漆、刀具和用电损耗，仅原材料和工时费就为公司节约了近45万元（表1）。
工艺技术改进不仅为产品质量提供了保证和依据，更为公司的物耗成本控制创造了条件，同时还极大的提高了员工的积极性和作业效率，使得原本每天仅能完成3个线圈的整体打磨提高到每天能完成7～8个的局部打磨，效率提高了2.6倍。为固化工艺，持续改进，车间还通过隔离打磨区，改高压风吹扫为吸尘器吸尘等措施避免所有工序在一个场地上进行，继而造成灰尘交叉影响给质量埋下隐患。
4 结语
通过工艺改进后线圈的一次性合格率虽得到了极大提高，但按照GE工艺要求击穿后的匝间绝缘将报废处理，不得修复使用，而在现场试验中，通过对修补后的匝间绝缘进行破坏性试验时，发现仍具有较好的绝缘和电气性能，因此后续车间将继续利用已报废的材料做工艺试验，打破照搬照抄“填鸭式”的技术引进，创新形成并固化为国产化的电机制造工艺，不仅确保产品品质，并且提高市场价格带来的成本竞争压力。
参考文献
[1] 李化，黄华强.车载式电流和电压检测仪的设计与应用[J].机车电传动，2012（3）：49-51.endprint
摘 要：该文针对从GE公司引进的HXN5主辅发电机转子线圈在国产化制造中出现的匝间绝缘击穿率高，生产成本压力大等现状，通过区分线圈正反面，优化打磨、增加酒精擦洗等工艺优化，改进了该电机的制造工艺，确保了品质，提高了市场竞争力。
关键词：HXN5机车 主辅发电机 磁极线圈 制造工艺
中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（b）-0064-01
HXN5主辅发电机是我国2005年10月从美国GE公司引进的最大运行速度的交流传动内燃机车的配套电机，该机车为现今乃至将来我国铁路干线的主型交流传动内燃机车[1]。按合同要求2009年后由我国自行生产，主辅发转子磁极线圈的一次性通过率不到70%，造成了大量返工和物料浪费。针对以上问题，对制造工艺的各个环节进行了分析研究，提出了改进措施。
1 工艺分析及原因排查
按照GE公司引进的制造工艺主辅发转子磁极线圈的制作步骤为：
线圈扁绕、一次退火、冷压成型、二次退火、铜焊引线头、线圈半径成型、铣角、去除线圈毛刺、垫匝间绝缘、夹紧和粘合、平滑线圈、线圈测试、检查线圈高度、磁极一体化
通过分析在制造过程中造成匝间绝缘击穿的因素有：
（1）线圈内残留的尖棱毛刺划破绝缘造成击穿；
（2）线圈内有杂质造成通电状态下杂质处放电继而破坏电机绝缘；
（3）线圈绝缘等级不够或绝缘材料质量有待提高。
前两者根结在现场和线圈的清洁度不高，后者因引进的是成熟技术可能性不大，重点通过对制造现场和工艺操作进行排查发现，造成绝缘击穿率居高不下的具体原因有以下4方面：
（1）“线圈冷压成型”工序中，由于油压时未要求做正反面区分，造成线圈压弧后内侧翻边和毛刺突出，后工序打磨去除毛刺时不仅困难，还不易清除，进而浪涌测试通过率低。
（2）“去除线圈毛刺”工序中，工艺要求将残留的粉尘吹扫干净，而使得浪涌试验中受大电流强电场作用易气化形成气泡，进而造成气泡处放电击穿绝缘。
（3）“平滑线圈”工序中，要求用电动刮刀去除多余的绝缘垫，且刮除中的粉尘易溅入匝间，形成二次污染。
（4）试验设备性能不稳定，过流过压也造成了匝间绝缘击穿的增多。
2 工艺改进与技术创新
找出了根结并结合现场生产实际，制定了解决和优化的具体四项改进措施。
2.1 “做标识”
做标识，目的是便于冷压成型时正面朝上，减少油压形成的翻边和毛刺，继而减少“去除线圈毛刺”工序中的打磨量。
2.2 “清洗线圈”
在“去除线圈毛刺”工序中将原整体打磨改为局部打磨。打磨后改原工艺的吹扫为用酒精擦洗晾干，目的是更有效去除黏附的粉尘。
2.3 “增大绝缘余量”
在“平滑线圈”工序中刮除多余匝间绝缘目的是防止绝缘粉尘溅入匝间，同时也可防止刮刀伤及铜线。
2.4 “改良设备”
现场使用的浪涌测试仪为HFT VP201高频绝缘测试仪，试验时要求参数为压力50 kN，这也为原设定的绝缘等级带来破坏性影响。因此定期检测设备的精确度纳入日常管理，确保其测试时的性能稳定和可靠。
3 效果检验及工艺固化
通过对工艺改进后匝间绝缘领用数量的统计发现，匝间绝缘的报废率为7.31%，较改进前的31.29%降低了23.98%，由于合格率由攻关前的68.71%提高到了97.69%，因此在后续的193台电机制造中不包括所用的如：水溶性漆、刀具和用电损耗，仅原材料和工时费就为公司节约了近45万元（表1）。
工艺技术改进不仅为产品质量提供了保证和依据，更为公司的物耗成本控制创造了条件，同时还极大的提高了员工的积极性和作业效率，使得原本每天仅能完成3个线圈的整体打磨提高到每天能完成7～8个的局部打磨，效率提高了2.6倍。为固化工艺，持续改进，车间还通过隔离打磨区，改高压风吹扫为吸尘器吸尘等措施避免所有工序在一个场地上进行，继而造成灰尘交叉影响给质量埋下隐患。
4 结语
通过工艺改进后线圈的一次性合格率虽得到了极大提高，但按照GE工艺要求击穿后的匝间绝缘将报废处理，不得修复使用，而在现场试验中，通过对修补后的匝间绝缘进行破坏性试验时，发现仍具有较好的绝缘和电气性能，因此后续车间将继续利用已报废的材料做工艺试验，打破照搬照抄“填鸭式”的技术引进，创新形成并固化为国产化的电机制造工艺，不仅确保产品品质，并且提高市场价格带来的成本竞争压力。
参考文献
[1] 李化，黄华强.车载式电流和电压检测仪的设计与应用[J].机车电传动，2012（3）：49-51.endprint
摘 要：该文针对从GE公司引进的HXN5主辅发电机转子线圈在国产化制造中出现的匝间绝缘击穿率高，生产成本压力大等现状，通过区分线圈正反面，优化打磨、增加酒精擦洗等工艺优化，改进了该电机的制造工艺，确保了品质，提高了市场竞争力。
关键词：HXN5机车 主辅发电机 磁极线圈 制造工艺
中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（b）-0064-01
HXN5主辅发电机是我国2005年10月从美国GE公司引进的最大运行速度的交流传动内燃机车的配套电机，该机车为现今乃至将来我国铁路干线的主型交流传动内燃机车[1]。按合同要求2009年后由我国自行生产，主辅发转子磁极线圈的一次性通过率不到70%，造成了大量返工和物料浪费。针对以上问题，对制造工艺的各个环节进行了分析研究，提出了改进措施。
1 工艺分析及原因排查
按照GE公司引进的制造工艺主辅发转子磁极线圈的制作步骤为：
线圈扁绕、一次退火、冷压成型、二次退火、铜焊引线头、线圈半径成型、铣角、去除线圈毛刺、垫匝间绝缘、夹紧和粘合、平滑线圈、线圈测试、检查线圈高度、磁极一体化
通过分析在制造过程中造成匝间绝缘击穿的因素有：
（1）线圈内残留的尖棱毛刺划破绝缘造成击穿；
（2）线圈内有杂质造成通电状态下杂质处放电继而破坏电机绝缘；
（3）线圈绝缘等级不够或绝缘材料质量有待提高。
前两者根结在现场和线圈的清洁度不高，后者因引进的是成熟技术可能性不大，重点通过对制造现场和工艺操作进行排查发现，造成绝缘击穿率居高不下的具体原因有以下4方面：
（1）“线圈冷压成型”工序中，由于油压时未要求做正反面区分，造成线圈压弧后内侧翻边和毛刺突出，后工序打磨去除毛刺时不仅困难，还不易清除，进而浪涌测试通过率低。
（2）“去除线圈毛刺”工序中，工艺要求将残留的粉尘吹扫干净，而使得浪涌试验中受大电流强电场作用易气化形成气泡，进而造成气泡处放电击穿绝缘。
（3）“平滑线圈”工序中，要求用电动刮刀去除多余的绝缘垫，且刮除中的粉尘易溅入匝间，形成二次污染。
（4）试验设备性能不稳定，过流过压也造成了匝间绝缘击穿的增多。
2 工艺改进与技术创新
找出了根结并结合现场生产实际，制定了解决和优化的具体四项改进措施。
2.1 “做标识”
做标识，目的是便于冷压成型时正面朝上，减少油压形成的翻边和毛刺，继而减少“去除线圈毛刺”工序中的打磨量。
2.2 “清洗线圈”
在“去除线圈毛刺”工序中将原整体打磨改为局部打磨。打磨后改原工艺的吹扫为用酒精擦洗晾干，目的是更有效去除黏附的粉尘。
2.3 “增大绝缘余量”
在“平滑线圈”工序中刮除多余匝间绝缘目的是防止绝缘粉尘溅入匝间，同时也可防止刮刀伤及铜线。
2.4 “改良设备”
现场使用的浪涌测试仪为HFT VP201高频绝缘测试仪，试验时要求参数为压力50 kN，这也为原设定的绝缘等级带来破坏性影响。因此定期检测设备的精确度纳入日常管理，确保其测试时的性能稳定和可靠。
3 效果检验及工艺固化
通过对工艺改进后匝间绝缘领用数量的统计发现，匝间绝缘的报废率为7.31%，较改进前的31.29%降低了23.98%，由于合格率由攻关前的68.71%提高到了97.69%，因此在后续的193台电机制造中不包括所用的如：水溶性漆、刀具和用电损耗，仅原材料和工时费就为公司节约了近45万元（表1）。
工艺技术改进不仅为产品质量提供了保证和依据，更为公司的物耗成本控制创造了条件，同时还极大的提高了员工的积极性和作业效率，使得原本每天仅能完成3个线圈的整体打磨提高到每天能完成7～8个的局部打磨，效率提高了2.6倍。为固化工艺，持续改进，车间还通过隔离打磨区，改高压风吹扫为吸尘器吸尘等措施避免所有工序在一个场地上进行，继而造成灰尘交叉影响给质量埋下隐患。
4 结语
通过工艺改进后线圈的一次性合格率虽得到了极大提高，但按照GE工艺要求击穿后的匝间绝缘将报废处理，不得修复使用，而在现场试验中，通过对修补后的匝间绝缘进行破坏性试验时，发现仍具有较好的绝缘和电气性能，因此后续车间将继续利用已报废的材料做工艺试验，打破照搬照抄“填鸭式”的技术引进，创新形成并固化为国产化的电机制造工艺，不仅确保产品品质，并且提高市场价格带来的成本竞争压力。
参考文献
[1] 李化，黄华强.车载式电流和电压检测仪的设计与应用[J].机车电传动，2012（3）：49-51.endprint
