MT5500B 卡车后桥风机定子绕组检修工艺

2021-12-30邓晓茜

露天采矿技术 2021年1期

邓晓茜

（准格尔能源有限责任公司设备维修中心，内蒙古鄂尔多斯 010300）

哈尔乌素露天矿所使用MT5500B 交流电动轮自卸卡车载重量可达到326 t，是哈尔乌素露天矿区重要的运输设备之一，主要负责哈尔乌素露天矿的岩石剥离任务。由于使用年限的增长，后桥风机电气老化，现在后桥风机定子绕组烧毁的现象频繁出现。经过多方面对后桥风机定子的拆卸研究，研究出了风机定子的接线方式，并且对绕线工具的尺寸进行了确定，成功地完成了后桥风机定子的修复。

1 后桥风机定子结构及故障分析

1）后桥风机定子结构。MT5500B 交流卡车后桥风机定子由定子绕组、定子铁芯、机座等部分组成[1]。定子铁芯总槽数为54 槽，铁芯槽为U 型槽，槽口宽只有3 mm，铁芯槽长200 mm，槽内宽10 mm，槽深30 mm，定子绕组距铁芯80～90 mm，机座外径为410 mm，机座内径为350 mm，定子铁芯内径270 mm。定子所使用的绝缘材料有绝缘等级为F 级的绝缘纸、玻璃丝板槽签、漆布管和绝缘漆等。

2）后桥风机定子故障。MT5500B 交流卡车后桥风机定子绕组损坏的主要原因有：①绕组的绝缘老化，风机长期过载运行，导致绕组及引线的绝缘热老化，降低或丧失绝缘强度而引起电击穿；②绕组的制造工艺不良，以致绕组绝缘性能下降；③铁芯硅钢片凸出，或有尖刺等损坏了绕组绝缘；④定子铁芯与转子相摩擦，使铁芯过热，烧毁槽楔或槽绝缘；⑤电动机受雷击或电力系统过电压而使绕组绝缘击穿损坏等；⑥修理时嵌线操作不熟练，造成绝缘损伤，或在焊接引线时烙铁温度过高、焊接时间过长而烫坏线圈的绝缘；⑦绕组因年久失修而使绝缘老化，或绕组受潮，未经烘干便直接运行，导致绝缘击穿[2]。

2 后桥风机定子绕组的维修过程

2.1 MT5500B 卡车后桥风机定子绕组的拆除

1）后桥风机定子槽外绕组切割拆除。MT5500B卡车后桥风机定子绕组的拆除，摒弃了传统电机加热，强行拆除绕组的方法，采用切割定子绕组端的方法，避免了定子铁芯损坏的问题。先使用切割机将定子两端高出铁芯部分的绕组切割掉，将风机定子吊运至切割机底座上，使用切割机夹具将定子加紧，保证定子在切割绕组的过程中不晃动；选用并更换切割刀片，检查切割机刀片的轴孔是否规则，使用目测或则使用木棒敲击刀片的方法检查刀片是否有裂纹；调节刀杆的位置，直至刀片处于定子绕组的切割位置，在切割机启动前，刀片不得与定子接触；切割人员戴好护目镜与防尘口罩，打开切割机启动电源，切割绕组时用力要均匀，不可用力过猛，防止出现刀片断裂、变形等现象，在切割过程中要在切割出不断喷洒降温水，防止切割刀片温度过高，发生变形；将一侧切割完成后，翻转风机定子，重复以上过程，将风机定子的另一侧绕组也进行切割。

2）后桥风机定子槽内绕组加热拆除。风机定子绕组两端切割完成后，将风机定子吊运至烘干箱内，烘干箱温度调节为（170±5）℃[3]，为了在加热过程中不损坏风机定子铁芯的绝缘，一般拆卸绕组的过程中加热温度不宜超过180 ℃，调节加热时长为6 h 左右，以达到定子绕组绝缘软化的目的，加热完成后。将定子吊运至检修台位，使用钳子，小撬棍等工具将剩余的定子绕组拆卸出去，在拆卸的过程中要防止铁芯的损坏，要做好铁芯的防护工作。

2.2 后桥风机定子铁芯的清理

1）后桥风机定子加热。采用清槽专用电动工具，较传统手工清槽，极大地节省了检修时间，提高了检修效率。后桥风机定子铁芯的清理工作也是采用加热软化绝缘层的方法进行拆除，将风机定子吊运进烘干箱内，调节烘干箱的加热温度为（150±5）℃对风机定子进行加热，调节加热的时间为4 h 左右[4]，加热完成后将风机定子吊运回检修台位上。

2）后桥风机定子铁芯槽清理。选用10 mm 的清槽钢刷安装在清槽专用电动工具上，打开电源开关，使用钢刷对定子铁芯槽进行清理。使用板锉将铁芯口的突出毛刺进行打磨，打磨后的定子铁芯要做到铁芯槽内无残留物，槽口无突起毛刺，槽签位无绝缘漆残留，槽签能够顺利进入槽签位。

2.3 后桥风机定子线圈模具的选用

MT5500B 卡车后桥风机定子绕组为双层绕组，一侧为直径100 mm 的半圆绕线模具，另一侧为95 mm 的半圆绕线模具，模具内线槽宽为10 mm，两侧模具半圆心距离为255 mm，需9 组半圆绕线模具。

2.4 后桥风机定子线圈绕制

1）线圈绕制模具板固定。MT5500B 卡车后桥风机定子线圈选用线径1.05 mm 的H 级绝缘等级漆包线，共需同等规格的漆包线5 卷，将5 卷漆包线放置在绕线架上，用双头螺杆将绕线模具分别连接固定在一起，将模具板固定在绕线机的固定螺栓上。

2）后桥风机定子线圈的绕制过程。将5 根漆包线分别拉出，一起并绕在定子的绕线模具上，将线端固定好，打开绕线机电源开关，设置控制版面上每组线圈绕制的圈数为15 圈，在第1 组模具上，以顺时针方向绕15 圈，绕制完成后，进行第2 组模具线圈的绕制，也是以顺时针方向绕15 圈，重复以上的步骤，将其余的线圈绕制完成后，在最后一组线圈尾部预留15～20 cm 的漆包线，使用偏口钳将5 根漆包线在预留出全部剪断，拆下线圈模具，打开两侧的双头螺栓，去除一侧的半圆模具将绕制好的线圈完整取出，依次重复以上的线圈绕制步骤，共需绕制同样的线圈共计18 组。

2.5 后桥风机定子嵌线

1）后桥风机定子嵌线材料的选用。MT5500B 卡车后桥风机定子嵌线前裁剪绝缘层，选用的是绝缘等级为F 级绝缘纸，绕组与铁芯间绝缘层裁剪210 mm×70 mm、210 mm×140 mm 绝缘纸各54 张，绕组间层间绝缘290 mm×30 mm 绝缘纸54 张，槽签210 mm×3 mm 厚1 mm 共54 根，整形用厚为0.2 mm，宽为25 mm 的玻璃丝带1 卷。

2）后桥风机定子嵌线过程。在1 个铁芯槽内先垫1 张210 mm×70 mm 的绝缘槽纸，再将210 mm×140 mm 的槽纸放在第1 层槽纸上面，依次将绝缘槽纸放入后桥风机定子的铁芯槽内，绝缘层放置完成后，将绕组按照六级一路电路结构图[5]将下层绕组依次放入铁芯槽内，然后下层绕组上依次放290 mm×30 mm 绝缘纸各1 张，呈开口朝下U 型放置，层间绝缘槽纸放好后，将上层绕组根据电路图放入铁芯槽内，使用尖头垫木棒和橡皮锤，将双层绕组全部敲打如槽内，使用剪刀将槽外多余的绝缘纸用剪刀剪掉，将槽内的绝缘纸上下叠压，使用压铁将绕组与绝缘纸压进槽内，使用橡皮锤敲打槽签，用槽签将铁芯槽封好。绕组嵌线完成后，要做好绕组的整形工作，双层绕组的两端距铁芯的距离不宜超过80 mm，在嵌线的过程中，铁芯外的上层绕组与下层绕组间垫好聚酰亚胺薄膜，这样大大地提高了上、下层绕组的匝间和对地绝缘，从而提高后桥风机的使用寿命。

2.6 后桥风机定子焊接连接线

使用漆包线刮漆机将需要焊接的漆包线依次将绝缘漆刮掉，准备好电烙铁和焊锡丝，将电烙铁接通电源，进行预热约3 min，用湿润的石棉布焊接点的周围绕组包裹好，用来防止在焊接的过程中将绕组的绝缘层烧毁。待电烙铁温度升高，能够使焊锡融化，将电烙铁与焊接点接触，要保证电烙铁头的扁平部分与焊接点大部分接触，保持焊接点持续受热，等待1 min 左右，焊接点达到能够融化焊锡的温度后，将焊锡丝置于焊接点[6-7]，焊锡丝开始融化，待焊锡存满焊接点缝隙后将电烙铁移开，依次重复以上步骤将连接线进行焊接，要求焊接完成后没有虚焊部分，使用板锉将焊接完的焊接点的焊锡突起部分打磨掉，使用漆布管将焊接好的连接线包裹好，焊接点与绕组接触部分使用毛毡垫好，最后焊接3 条引出线，引出线选用14 mm2长100 mm 电缆线，在3 条引出线的端口，用压线钳分别安装1 个能承受电流为15 A 的铜线鼻子，并用电烙铁和焊锡丝进行焊接。

2.7 后桥风机定子初次试验

根据六级一路电路图将所有的连接点焊接完成后，对后桥风机定子绕组进行初次试验，先用测量范围为1 000 MΩ 的兆欧表测量绕组的对地绝缘电阻，线路接好后，按顺时针方向转动摇把，摇动的速度应由慢而快，当转速达到每分钟120 转左右时，保持匀速转动，1 min 后边摇边读数，不能停下来读数，数值大于500 MΩ 为合格。然后使用耐压仪对风机定子的绕组进行匝间耐压和对地工频耐压，耐电压2 300 V 1 min 无异常为合格，试验项目全部检测合格后，后桥风机定子进行下一步的浸漆工作。

2.8 后桥风机定子浸漆

1）定子浸漆前准备工作。将风机定子入烘干箱内进行浸漆前预热工作，烘干箱内温度为85 ℃，持续加热时间3 h，将风机定子内部的水分加热散发出去。加热完成后，将辅助励磁定子使用空压机表面杂质吹干净，避免浸漆后杂质附着在风机定子上，影响风机定子的使用寿命。

2）后桥风机定子浸漆过程。将风机定子吊运至浸漆罐内，操控控制版面，关闭浸漆罐盖，打开输漆罐与浸漆罐间阀门，输漆罐内进行充气加压，将绝缘漆从输漆罐压入浸漆罐内，输漆完成后，关闭输漆罐与浸漆罐间阀门，浸漆罐内进行进行真空抽取，抽取真空后，浸漆罐内保持真空状态40～50 min，然后打开输气阀，再对浸漆罐进行输气加压，保持浸漆罐压力表的数值为0.5 MPa 左右，压力保持时间为4 h以上。打开输气阀使浸漆罐内气压恢复为正常气压，操控控制版面，打开浸漆罐盖，然后将浸漆完成后的风机定子吊运出浸漆罐。将风机定子放入烘干箱内，调节好温度为110 ℃，加热时长为10 h，待加绝缘漆完全固化后，将风机定子从烘干箱内吊运出，进行下一步检修工作。