基于低压电机再制造的线圈拆线装置设计

凤 发

（广西恒达电机科技有限公司，广西 来宾 546100）

0 引言

当今我国经济建设快速发展，电机作为工业生产中重要动力设备，使用越来越广泛，同时由于电机长时间运行，不可避免造成电机疲劳损坏。随着企业生产规模扩大及电机设备连续运行的实际情况，电机的需求越来越大，电机疲劳损坏也越来越多。因此，大部分损坏电机需要通过维修再制造后继续使用，以达到节约资源、减少浪费的目的。电机再制造不仅是国家实现资源节约和循环经济的重要途径，也是企业自身创造效益的手段之一。通过电机再制造，将故障电机或低效率电机重新设计、修复可利用零部件等方法，使再制造电机满足技术要求。再制造的电机采用新技术、新材料，可广泛应用于各种工况条件的生产企业，其目的是使再制造后电机的效率达到技术标准的规定，其工艺方法采用无损、环保、无污染拆解方式，最大程度地利用和回收原电机的零部件，更换新的绕组、绝缘、轴承，其使用寿命达到新制造电机性能。

维修再制造产业诞生后，产品寿命周期不仅是产品的制造、使用和报废处理三个阶段，产品设计时充分考虑产品维护，采用包括再制造在内的先进技术对损坏产品进行修复和再制造，从而延续产品的性能和价值[1]。电机主要由导电材料、磁性材料、绝缘材料和结构材料等组合而成，具有体积大、成本高、结构复杂的特点。电机定子内部的线圈由不同规格铜线绕组构成，经绝缘漆浸渍固化，使线圈与硅钢片形成牢固整体。由于电机铁心除出现局部过热烧毁，一般不更换硅钢片。因此电机再制造过程中线圈的拆除工作较难，若在拆除线圈时操作不当易造成电机无法修复的损坏。

1 电机拆线存在的问题

1.1 电动拆线机存在的问题

现有电动拆线机，集电动切割与拆线于一体，采用快速安全的电动切割和自动牵引电动拆卸新型拆线工具，使用于各类小型电机绕组全部或局部烧毁的快速拆除，具有操作灵活、省工省力、速度快、效率高且不会毁坏铁心、电机边沿等特点，是工矿电机修理的理想电动拆线设备。但现有电机电动拆线机普遍存在结构复杂，造价高昂等缺点，且无法普遍适用于各种型号的电机。

1.2 人工电机再制造拆线存在的问题

目前，电机再制造拆线常由人工完成，首先依据电机内径大小选择锋利扁凿沿铁心根部并与铁心平齐角度凿断两端线圈，注意避免损伤定子齿形和定转子铁心产生毛刺及划痕，导致铁心损耗增加[2]。后选择尺寸合适的铁棒将线圈从槽内打出，或将槽内线圈震松后从一端用拉线器、葫芦等拆除工具将线圈拉出。此过程需避免用力过猛造成槽口损坏及铁心翘起。若线圈材质过硬较难拆除，常使用电加热烘房或丙酮熔接后拆除。拆线过程中需注意避免铁心齿被刮伤而产生歪斜，甚至整个铁心槽歪倒。若定子铁心变形会导致定转子装配时受到影响，转子无法在定子中自由转动造成定转子摩擦或卡堵，严重时造成电动机报废[3]。因此拆线工艺过程对工人技能要求较高，不仅增加工人工作难度，且需耗费较大体力，不适用于大批量修理。

2 低压电机再制造线圈拆线装置创新设计

定子线圈通过浸渍绝缘漆与定子铁心固化为一个整体，通常很难拆解，在过去的电机修理中，采用火烧线圈的方法去掉绝缘漆，破坏了铁心质量，对环境污染大。本设计理念采用专用设备切割绕组端部，无损、无污染。设计一种低压电机再制造线圈拆线装置，主要由底座、摇臂驱动机构、工作台和防护结构组成，摇臂驱动机构上安装锯盘，底盘上配置转盘式工作台。工作时通过摇臂驱动机构调节锯盘的位置使其对准需切割的端部线圈，切割时可转动转盘工作台使电机旋转沿圆周向切割电机端部的线圈。所设计装置可快速精准切割电机端部线圈，有效避免人工操作时因角度或用力错误而对铁心造成损坏，同时所安装的防护结构可根据需求调节位置，有效阻挡切割过程中切削屑飞溅，避免切削屑对工作人员造成伤害。

切割拆除绕组端部后，采用液压设备压出带线圈的定子铁心，铁心进行加热后，拉出定子线圈，按新方案重新绕制线圈。定子铁心清理后，进行下线、接线、耐压试验，合格后进入VPI 浸漆罐浸漆，浸漆后进入烘箱烘干（图1）。

图1 低压电机再制造线圈拆线装置结构图

2.1 低压电机再制造线圈拆线装置结构设计

低压电机再制造线圈拆线装置由底座、摇臂驱动机构、工作台和防护结构组成，底座上安装常规摇臂钻床结构作为摇臂驱动机构，包括立柱和摇臂，立柱安装在底座一端带动摇臂做回转运动，摇臂套装于立柱轴上。摇臂包括活动柱和摇臂导轨，活动柱套装在立柱上，摇臂导轨安装于活动柱外侧壁，主轴箱可移动地安装在摇臂导轨上，主轴箱输出端向下安装锯盘，主轴箱带动锯盘沿摇臂导轨水平移动，进一步准确调整锯盘对准电机绕组端部切割位置。主轴箱内装驱动电机，下端安装主轴，主轴下端锁紧锯盘，启动主轴箱驱动电机，可驱动主轴带动锯盘旋转切割线圈。底盘上装置电机工作台，工作台为转盘，锯盘切割电机端部线圈同时转动转盘完成圆周向切割。

底座装配操作工位，两侧固定安装两组滑槽于底座上，滑槽导向方向指向工作台。防护结构装于工作台与操作工位之间，选用防护板或防护网，防护结构两端装配滑轮在滑槽上，使防护结构在操作工位与工作台之间滑动调整保护范围[4]。

2.2 低压电机再制造线圈拆线装置运动结构特点

低压电机再制造线圈拆线装置运动结构主要为摇臂驱动机构基于线圈切割角度的调整和运动切割。摇臂驱动机构中立柱可转动地安装在底座一端，带动摇臂做回转运动，摇臂一端连接套装在立柱轴向活动柱上做垂直运动。摇臂导轨安装于活动柱外侧壁，主轴箱沿摇臂导轨移动，内含驱动电机带动下端与主轴锁紧的锯盘旋转切割线圈。

3 低压电机再制造线圈拆线装置操作实例

工作时，操作人员将需修理电机吊装立置于工作台上，逐一调节摇臂驱动机构立柱、摇臂和主轴箱，使锯盘对准电机绕组端部切割位置。操作人员位于操作工位根据需要移动防护结构使防护结构位于操作人员与工作台之间，保护操作人员有效阻挡切割过程中产生的切割屑。启动主轴箱驱动电机使锯盘转动切割线圈，同时操作人员转动工作台使电机同步旋转，保持锯盘沿电机的周向完整的切割电机端部线圈[5]。

4 创新效果

所述低压电机再制造线圈拆线装置采用摇臂驱动机构设置，在摇臂驱动机构上安装锯盘，工作时转盘式工作台放置需要切割的电机，摇臂驱动机构可调节锯盘的位置对准需要切割的端部线圈，对准线圈后切割的同时转动转盘工作台可使电机旋转以完整沿周向切割电机端部线圈。

本装置能快速精准完成电机端部线圈切割工作，有效避免人工操作时角度或用力错误而对铁心造成的损坏。此外，操作工位设置防护结构，防护结构位置可调节，有效阻挡切割过程中切削屑飞溅，保护切削屑对工作人员造成伤害。

5 结束语

电机再制造工程是创新电机修理方式，降低低效电机市场的有效措施。需以产品全寿命周期设计和管理为指导，以优质、高效、节能、节材和环保为目标。基于低压电机再制造的线圈拆线装置设计，可有效避免人工操作时角度或用力错误而对铁心造成损坏，解决劳动力耗费大，不适用于大批量修理的主要难题，达到电机端部线圈切割角度精准调节，提高电机拆线效率。