改善电机机壳变形的方法

王 涛　张 鹏　邓忠刚

(1.山东能源机械集团有限公司，山东271222；2.山东能源新汶矿业集团有限责任公司，山东271233)



改善电机机壳变形的方法

王 涛1张 鹏1邓忠刚2

(1.山东能源机械集团有限公司，山东271222；2.山东能源新汶矿业集团有限责任公司，山东271233)

摘要：通过消除电机机壳的焊接残余应力,优化机壳加工工艺，预防和减少电机机壳的变形。

电机制造装配过程中，要保证电机产品质量，必须保证电机生产过程中机壳、端盖、轴等各类配件的加工精度。其中配件的变形问题对电机各配件同轴度是一项很大的考验。尤其是在隔爆电机中，各端面止口的配合精度将会影响到电机的隔爆性能，对隔爆间隙产生重要的影响。电机所出现的振动、噪音、轴承响、烧轴承、定转子铁芯扫膛等现象，都与机座和端盖的变形有直接的联系。

通过对消除焊接残余应力和机壳加工工艺的研究，确定合理的消除焊接残余应力和加工工艺的方法，达到更好的消除机壳焊接残余应力、提高电机机壳各端面的止口配合圆度及同轴度的加工精度的目的，保证电机的整机质量。

1　消除机壳焊接残余应力的方法

焊接残余应力是指机壳焊接后残留在机壳内的焊接应力，主要是机壳焊接时受热不均匀引起的。存在的焊接残余应力，会在电机使用过程中逐步释放，严重影响电机配件的同轴度，会产生电机振动、轴承烧研、定子转子铁芯扫膛等一系列产品质量问题。常用消除机壳焊接残余应力的方法有振动时效法和热处理法。

1.1　振动时效法

振动时效(VSR)又称振动消除应力法，是利用一种严格受控的振动能量，使焊接机壳产生共振，并将振动能量传递到整个机壳 的所有部位，使工件发生微观上的变形，将被歪曲的晶格恢复到平衡状态，以解决机壳加工过程中和加工之后出现的内部残余应力导致尺寸变化及抗载荷能力变化的一种方法。时效振动法具有投资少、生产周期短、操作简单等优点，但机壳焊接件在时效振动后，振动时效的应力消除不稳定，应力的消除达不到最佳效果。

振动时效的工艺过程简单，首先将机壳用橡胶垫支撑好，然后将激振器和传感器固定在机壳上，将激振器和传感器连接到振动时效控制器上，利用振前扫描寻找共振峰，设定好振动时间，并将振前、振后扫描和打印时效曲线作为依据，进行定性的现场初步判断。常用普通焊接机壳振动时间一般控制在10 min～40 min为宜。对于刚度较大、结构较为复杂的焊接机壳，振动时效所需的时间需进行相应的延长。

根据JB/T 5926—2005制定的效果评定方法，可根据振动时效中打印出的时效曲线(A-t曲线)或振后扫频曲线(A-n)相对振前扫频曲线的变化来检测。在实际生产中往往采用振幅A-时间t曲线测试法和振幅A-频率f曲线扫描法来进行检测，达到如图1所示情况之一时，即可判定达到振动时效工艺效果。

1.2　热处理法

热处理法是利用材料在高温下屈服点下降和蠕变现象来达到松驰焊接残余应力的目的。根据处理的结构件的大小及处理位置的不同，热处理又分为整体热处理和局部热处理。从电机机壳体积等因素考虑，建议采用整体热处理的办法消除机壳焊接残余应力。消除机壳残余应力的效果取决于热处理温度、保温时间、加热和冷却速度、加热方法等，其中热处理的温度是影响消除机壳残余应力效果的最重要因素。

图1　振动时效曲线图

热处理的工艺如图2所示。机壳毛坯在300℃以下进入烘箱中后，保持每小时100～150℃的升温速度，钢板机壳在烘箱内温度达到550～650℃时保温1 h～2 h(铸件机壳在烘箱内温度达到500～550℃时保温4 h～6 h)，保温时间完成后，将烘箱内温度以每小时不高于100℃缓慢降低，直至冷却到200℃方可出烘箱进行空冷。在加热到最高温度时，出现晶格重构和铁、碳原子扩散现象，钢组织主要仍以珠光体形式存在，其片状得到细化，力学性能提高，其中保温时间和冷却速度的适当延长可更好的达到消除机壳焊接残余应力的效果。

图2　热处理工艺

2　优化机壳加工工艺的方法

在电机机壳消除焊接残余应力后，机壳的车削加工精度对机壳的变形起决定性作用。为更好的减少机壳在加工过程中由于装夹等原因造成的机壳二次变形的问题，针对不同型号的机壳制作相应的前后法兰止口定位加工工装，将机壳安放在止口定位工装上进行精粗车，保证机壳前后法兰与定子腔的同轴度，可明显减小电机机壳的变形量。以YBS-75A电机机壳为例，相关工艺如下：

(1)一次粗车

图3　机壳加工图纸

图4　止口定位工装

(2)二次精车

(3)三次精车

3　结论

通过在生产中消除机壳焊接残余应力和改进机壳加工工艺，改善了电机机壳变形的问题，提高了电机的力学性能，延长了电机的使用寿命，社会效益和经济效益显著。

参考文献

[1]李晶.中小型电机机座加工工艺研究[J].防爆电机，2010，45(4)：37-38.

编辑傅冬梅

专利

专利名称：易拆装携带的小型变压器起重装置

专利申请号：CN201210262852.9 公开号：CN102765672A

申请日：2012.07.27公开日：2012.11.07

申请人：武汉振源电力设备有限公司

易拆装携带的小型变压器起重装置，主要包括间隔水平放置的两个支架、第一支撑腿、第二支撑腿、工字钢横梁、电葫芦。第二支撑腿位于第一支撑腿内，工字钢横梁架装在第二支撑腿之间，电葫芦安装在工字钢横梁上，圆形法兰和支架通过螺栓固定，第二支撑腿的上端有方形法兰，支架为槽钢结构。本发明起重装置结构它具有体积小、重量轻、成本低、拆装简单、使用维护和携带方便的特点。是一种适应于特定环境条件下(正常环境条件下当然也能适用)完成重型设备的安装任务的理想工具。

专利名称：一种重型拉马

专利申请号：CN201220157651.8公开号：CN202517437U

申请日：2012.04.16公开日：2012.11.07

申请人：杭州萧山宏泰五金工具厂

一种重型拉马，包括表面设置有外螺纹的丝杆、中央开设有螺纹孔的横臂及两个端部带有爪角的拉爪；所述丝杆旋入螺纹孔内，横臂与拉爪一体成型；所述拉爪的爪角与所述丝杆相互垂直；所述横臂两侧采用斜坡过渡。它的结构简单，使用安全方便，爪角与丝杆垂直，有效防止了脱落现象；横臂与拉爪一体成型，增强了整个拉马的抗硬力能力，能适应更高强度的受力。

专利名称：重型转弯链板输送机

专利申请号：CN201220199541.8公开号：CN202518752U

申请日：2012.05.04公开日：2012.11.07

申请人：湖州银轴输送机械制造有限公司

本实用新型公开了一种重型转弯链板输送机，包括机架，所述机架上设有弧形导轨，所述机架上还设有沿弧形导轨滑移的链轮输送组件，所述重型转弯链板输送机还包括驱动链轮输送组件的驱动装置。本实用新型设置弧形导轨，可以在保证输送功能的基础上，实现了较小空间内也能够转弯正常输送，降低了输送机的使用成本。

专利名称：重型轧辊运输用分载架

专利申请号：CN201220029379.5公开号：CN202542078U

申请日：2012.01.30公开日：2012.11.21

申请人：上海宝冶集团有限公司

本实用新型涉及运输设备辅助设施领域，具体为一种重型轧辊运输用分载架；它包括至少两根纵向承载梁以及连接纵向承载梁的一组横向连接梁；所述的两根纵向承载梁，其两端顶部连接有中部设有凹陷的轧辊固定架。本实用新型采用上述设计，将本分载架安装于挂车上即可将轧辊放置于轧辊固定架中以便于运输，提高了重型轧辊运输的安全性。

专利名称：液压双连杆滑块对中系统

专利申请号：CN201210220992.X公开号：CN102774632A

申请日：2012.06.29公开日：2012.11.14

申请人：中国重型机械研究院有限公司

本发明属于冶金设备，涉及一种液压双连杆滑块对中系统，它至少包括液压缸、双连杆滑块、水平导向杆、竖直导向杆和对中器。对中器安装在双连杆滑块与水平导向杆铰接头上方，双连杆滑块与顶头、水平导向杆连接，液压缸通过竖直导向杆与顶头连接，液压缸置于下座上，当液压缸往复运动时，带动双连杆滑块沿着水平导向杆往复运动，最终带动对中器往复运动，将坯料推动并夹紧至中心线。该机构具有对中性好、完全同步、夹紧力大等优点，可广泛应用于冶金机械等重型机械设备中。

专利名称：一种工程机械履带螺母加工方法

专利申请号：CN201210240197.7公开号：CN102773399A

申请日：2012.07.12公开日：2012.11.14

申请人：海盐三马标准件有限公司

本发明提供一种工程机械履带螺母加工方法，包括以下步骤：(1)钢坯改质；(2)冲孔棒制作；(3)攻牙；(4)热处理。能够实现超重型螺母的精度加工，减小报废率，并且工艺简单，公差控制精确，使得螺母的产量大，使用寿命长。

专利名称：车轮定位滑动转盘以及用于起重机的车轮定位校正设备

专利申请号：CN201210289091.6公开号：CN102774424A

申请日：2012.08.14公开日：2012.11.14

申请人：徐州重型机械有限公司

本发明公开了一种车轮定位滑动转盘以及用于起重机的车轮定位校正设备，涉及工程机械技术领域。解决了现有技术存在承受载荷较小的技术问题。该车轮定位滑动转盘包括下支撑板、下限位板、中部定位销、上支撑板以及摩擦力消减装置，下支撑板设置有装配孔，中部定位销的其中一端与下限位板固定连接，中部定位销的其中另一端穿过装配孔且与上支撑板可拆卸固定连接；摩擦力消减装置能减少上支撑板相对于下支撑板沿中部定位销的径向方向以及周向方向发生移动的过程中上支撑板与下支撑板之间的摩擦力。该用于起重机的车轮定位校正设备，包括本发明提供的车轮定位滑动转盘。本发明用于对起重机等重型工程车辆的车轮进行定位、校正。

专利名称：全自动数控液压弯管机中的手动上料装置

专利申请号：CN201210235149.9公开号：CN102773361A

申请日：2012.07.09公开日：2012.11.14

申请人：和和机械(张家港)有限公司

本发明公开了一种全自动数控液压弯管机中的手动上料装置。包括：固定在大立座侧面的电机支座和一对轴承座支座，电机支座上固定设置有减速电机；轴承座支座上分别设置有轴承座，在一对轴承座中活动设置有转轴，转轴与减速电机相连接；在转轴上固定设置有一对铰连接有活动板的旋转臂，活动板上分别铰连接有一对夹模座，旋转臂靠近转轴的一端分别铰连接有夹料油缸，夹料油缸的活塞杆分别与连接座相连接，连接座分别与活动板铰连接，两夹料油缸分别推动与其连接的活动板作方向相反地转动；在大立座的侧面通过定位调节机构设置有能上下、左右移动的定位挡块。上述的手动上料装置，能方便地用于长、重型管件的上料。

专利名称：双卷扬正反驱动翻转工作台的多功能翻转设备

专利申请号：CN201210244046.9公开号：CN102785119A

申请日：2012.07.16公开日：2012.11.21

申请人：燕山大学

本发明涉及一种双卷扬正反驱动翻转工作台的多功能翻转设备。本发明包括L型旋转工作台、移动工作台、翻转工作台、辊子支撑基座、主链轮传动系统、丝杠传动系统、正向卷扬驱动系统和反向卷扬驱动系统。本发明采用L型旋转工作台实现工件翻转运动，移动工作台的移动与翻转工作台的翻转相配合，可适应不同种类、不同规格的工件并约束工件位置，从而实现多种类、多规格重型工件的90°/180°两工位翻转。本发明选用正、反向卷扬驱动系统有效解决了驱动系统占用空间大，L型工作台体积大，偏载重心远离回转中心、翻转力矩大的缺点，具有较高的操作可靠性及良好的可拓展性。

专利名称：重型工件输送结构

专利申请号：CN201210253099.7公开号：CN102785925A

申请日：2012.07.22公开日：2012.11.21

申请人：成都生辉电子科技有限公司

本发明公开了一种重型工件输送结构。该结构包括传输结构基座、转移工作台、升降装置、传输轴、移转小车。若干个传输轴转动连接固定在传输结构基架上，传输轴由动力机构驱动转动。传输轴的中心轴位于同一个水平面内，且各传输轴最高的端面位于同一个水平面内共同构成传输面，重型工件置于传输面上，在靠近传输面运动方向的末端处设置有转移工作台，转移工作台固定安装在升降装置上，且转移工作台的宽度小于重型工件的宽度。所述转移小车包括两个相互平行的小车横支架和两端分别与小车横支架固定连接的小车纵支架，两个小车横支架分别设有小车车轮，两个小车横支架之间构成的中空间距大于转移工作台的宽度且小于重型工件的宽度。本发明采用地面传输的结构，能较好的解决重型工件在传输完成后置于传输带末端不便于移动的问题。

专利名称：耐磨型传输轴及其构成

专利申请号：CN201210253096.3公开号：CN102785913A

申请日：2012.07.22公开日：2012.11.21

申请人：成都生辉电子科技有限公司

本发明公开了一种耐磨型传输轴及其构成。该耐磨型传输轴由呈圆柱体形状的内层转动轴和套接在内层转动轴外的外层耐磨层构成。本发明采用地面传输的结构，能够较好的解决重型工件在传输过程中跑偏的问题。本发明的耐磨型传输轴采用双层结构，由内层转动轴和套接在内层转动轴外的外层耐磨层构成，这种双层结构便于维护，即使传输轴的外层耐磨层使用一段时间后磨损，也可以直接更换外层耐磨层即可。便于维护，并且节约了维护成本。

专利名称：一种快速装卸重型液压缸的装置及其方法

专利申请号：CN201210259279.6公开号：CN102785067A

申请日：2012.07.25公开日：2012.11.21

申请人：中色科技股份有限公司

一种快速装卸重型液压缸的装置及其方法，涉及冶金机械设备领域，通过在装卡手臂的一端设置有平衡块安装位。所述平衡块安装位上设置有至少一个平衡块,装卡手臂的另一端设置有液压缸工位，所述液压缸工位的外缘面设置有至少两个锁紧螺孔，在装卡手臂的上部活动设置有至少一个起吊臂。本发明通过增减装卡手臂上的平衡块数量和调整起吊臂在装卡手臂上的位置来实现装卡手臂在装卡液压缸前后的平衡，同时通过支撑机构来完成对液压缸的快速安装和拆卸。本发明具有操作方便、使用安全等优点，同时大大提高了工作效率。

专利名称：单气囊翻转移动平台三自由度90°/180°翻转机

专利申请号：CN201210243613.9公开号：CN102785114A

申请日：2012.07.16公开日：2012.11.21

申请人：燕山大学

本发明涉及一种单气囊翻转移动平台三自由度90°/180°翻转机，包括底座、翻转车体.其特征是：底座为焊接结构体，轴向两端均为弧形基础辊道，在弧形基础辊道上布置有托辊，底座上设有驱动齿轮；翻转车体是端面呈L形的圆柱体式焊接结构件，其外圆两端沿圆周方向固联有两条圆弧形支撑轨道，中间设有一条弧形车体齿圈，在翻转车体的垂直工作台面上安装有移动平台，移动平台背面安装有驱动丝杠，移动平台上安装有翻转平台，翻转平台与移动平台底部铰接，翻转平台与移动平台之间设有翻转驱动气囊。翻转车体置于底座上，弧形车体齿圈与驱动齿轮啮合。其优点是：能够实现多种形状和尺寸变化的大重型工件进行90°和180°翻转，操作安全、平稳。

专利名称：一种重型多段筛分设备

专利申请号：CN201220136009.1公开号：CN202539064U

申请日：2012.04.01公开日：2012.11.21

申请人：徐州大禹重科矿山设备有限公司

实用新型涉及一种重型多段筛分设备，属机械制造技术领域。该设备包括机架，机架上有多个筛箱，每个筛箱上面有激振器，通过螺栓直接与筛箱连接。所述的机架上还有多个减振弹簧，筛箱通过减振弹簧坐落在机架上面，机架与地面之间有二次减振弹簧。筛箱通过大振动强度、大振幅、大倾角和弹性筛面满足振动机械要求和对多种物料的筛分规律，在筛分过程运动规律中，筛面呈上下直线运动，获得良好的筛分处理量。设备由筛箱上的挡煤板作为安全防护板，防止物料粉尘飞扬，减少对空气的污染，保持良好的工作环境，从而达到环保要求。

(金专提供)

栏目编辑傅冬梅

关键词：电机机壳；变形；热处理；加工工艺

Improvement Method of Electric Motor Shell Deformation

Wang Tao, Zhang Peng, Deng Zhonggang

Abstract：By eliminating welding residual stress of electric motor shell, process tehnique of shell has been optimized in order to prevent from deformation and also decrease deformation amount of electric motor shell.

Key words：electric motor shell; deformation; heat treatment; process technique

收稿日期：2014—08—20

中图分类号：TM305.1

文献标志码：B