CN104201830B - 主辅发电机检修工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及列车电机检修工艺技术领域，尤其是一种新型牵引发电机检修工艺。其检修流程为：外观检查—拆除滑环—电机解体—电机检修—电机组装，其中，电机解体后，各部件进行分别的检修，包括：滑环检修、转子绝缘处理、转子螺孔镶套、端盖裂纹焊修和辅发定子改造，各部件检修后，进行电机组装—绝缘检测合格—出段。本发明的主辅发电机检修工艺克服了HXN5主辅发电机首次进行检修，其结构复杂、无相关经验可借鉴、检修难度大的问题，是针对HXN5主辅发电机的专用检修工艺，通过对主辅发电机检修工艺改进和创新，填补了HXN5主辅发电机检修工艺的空白，能修复主辅发电机故障，消除隐患，提高电机检修水平。

Description

主辅发电机检修工艺

技术领域

本发明涉及列车电机检修工艺技术领域，尤其是一种新型牵引发电机检修工艺。

背景技术

HXN5机车主辅发电机为5GMG201E1型同步牵引发电机，为首次检修，其电机结构和东风系列主发电机完全不同，牵引发电机采用的是凸极转子的同步发电机，牵引发电机与辅助发电机同轴，相当于一个机座内有4个电机，结构复杂。

辅发定子为内定子形式，在辅发转子内部，通过止口与端盖联接固定。辅发定子有三套独立绕组：电池绕组、励磁绕组、风机绕组，分别为蓄电池充电器、主发电机励磁电路、冷却风机等供电。由于其绕组种类较多，各绕组的布置原理又完全不同，且内部结构较复杂，均为英制标准。

该型牵引发电机为卧式单轴承结构的三相凸极式同步发电机，星型连接，转子级数为10。其中主发电机结构与东风系列机车主发电机结构一样，也是由定子（定子铁芯、定子三相星型连接绕组和机座）、转子（凸极式转子铁芯、转子绕组、转轴）、端盖、轴承盖等组成。主、辅发电机与滑环位于轴承两端，与一般同步主发电机不同，滑环材质也与一般国产同步发电机不同，为钢性材质。

因此在没有相关工艺及工装的条件下检修难度大。按照原先要求只需进行简单的外观清理清洁工作及相关的检查检测。如图1的检修工艺流程图所示，主要工艺流程为：外观检查-电机清洁-绝缘检测合格-出段，其不能对HXN5机车主辅发电机进行完整的检修，在HXN5机车主辅发电机的使用过程中，仍存发生较大故障的隐患。

发明内容

为了解决现有技术中尚无HXN5机车主辅发电机成熟的检修工艺的问题，本发明提供了一种主辅发电机检修工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型牵引发电机主检修工艺，

其检修流程为：外观检查—拆除滑环—电机解体—电机检修—电机组装，其中，电机解体后，各部件进行分别的检修，包括：滑环检修、转子绝缘处理、转子螺孔镶套、端盖裂纹焊修和辅发定子改造，各部件检修后，进行电机组装—绝缘检测合格—出段。

其中，所述拆除滑环的方法为：制作滑环拔出工装，该拔出器包括千斤顶油缸和千斤顶推力杆，千斤顶推力杆置于千斤顶油缸内，固定套一侧突出端与千斤顶油缸固定连接，另一侧与联接盘固定连接，假轴穿过固定套与联接盘置于千斤顶推力杆的中心孔内，双头螺杆固定连接在联接盘上，固定套一侧与千斤顶油缸外侧都设有螺纹，固定套通过螺纹与千斤顶油缸固定连接，固定套通过螺母与联接盘固定连接，双头螺杆通过螺孔与联接盘固定连接，假轴不带螺纹的一端置于千斤顶推力杆的中心孔内，带螺纹的一端固定连接在滑环固定轴的中心孔内，该拔出器使滑环各个方向受力均匀，启动油泵加压，直至将滑环拔出，规定压力不能超过60Mpa。该滑环拨出工装已由本申请单位申报实用新型专利，专利名称为：专用滑环拔出器，其申请号：201220309743.3 。

所述滑环检修的方法为：滑环故障是该型电机的主要故障之一，主要现象有盘片松动及烧损、变色、锈蚀。轻微变色及锈蚀可使用细砂皮（150目）进行打磨处理。其他则需更换滑环。滑环组装与转轴之间采用过盈配合连接，钢质滑环和滑环毂之间的绝缘采用浇铸式，有别于传统工艺。滑环拔出采用上述方法进行，滑环采用热套，温度为165±5℃，时间为4h。

所述电机解体的方法为：主辅发电机定、转子分离方式为横抽。根据电机结构特点及重量，设计并制作转子横吊工装。在电机转子上安装横吊工装，拆除滑环、刷架、防尘盖，拆除轴承室与端盖紧固螺栓，利用工艺孔将转子顶出，松动后再利用转子横吊工装将定、转子分离。采用同样的方法对电机进行组装。所述转子横吊工装包括吊具焊接架、焊接块、筋板一、筋板二、筋板三、吊攀一、吊攀二，所述吊具焊接架为L型，其上设有筋板一、筋板二、筋板三、加强板加强，焊接块通过螺栓固定在吊具焊接架上，吊具焊接架横梁上还设有用于安装卸扣的吊攀一、和吊攀二。本工装可快捷方便地将定、转子分离，实用可靠。

所述转子螺孔镶套的方法为：转子与柴油机连接法兰螺孔螺牙损坏严重时无法利用丝锥回丝修复，根据转子法兰的材质，设计并制作螺套，采用镶套的方法修复受损螺孔。钻孔孔径为φ42。螺套材质45#钢，螺套外螺纹为M45x2的全螺纹，内螺纹英制5/4"-12，螺套总长70，其中一端长22为直径36.5的通孔。

所述端盖裂纹焊修的方法为：端盖出风口受机车振动影响容易产生裂纹，根据材质、结构及裂纹出现的情况，确定裂纹修复方法。采用二氧化碳气体保护焊，用碳弧气刨，直径9～12mm的圆形碳棒，从端盖外侧清除裂纹，开"V"型或"U"型坡口，内侧应保留约2mm的金属，并开出适合焊接的大致坡口，若端盖拆下，则双侧清除裂纹，开"X"型坡口；用砂轮清除坡口内的氧化物和积碳，修正焊接坡口，坡口单侧坡度应不小于30°；焊材为GB/T 8110中的ER50型焊丝，直径为1.2mm，CO₂气体保护；采用多道堆焊、窄焊道焊接，在坡口处堆焊填满，焊接电流在100A～130A范围内，气体流量15～20L/min，道间温度应控制在100℃以下，宜低不宜高，焊波均匀，焊前无预热。

所述辅发定子改造，包括两方面：辅发定子引出线更换工艺和辅发定子引出线绑扎工艺：

（1）所述辅发定子引出线更换工艺为：若辅发定子引出线烧损或磨损严重，则需更换引出线。我们采用的是钎焊，焊接的电压、热量调节以及焊材的选择十分重要。温度适宜才能在熔化焊材的基础上不损伤引出线焊接部位。焊材为银铜焊片。具体方法为：使用钎焊机和银铜焊片将电缆装配焊接到各自的汇流环接点，如T30、T31、T32、和 T33上；（2）焊接时对焊接部位进行清理，不许有油脂、杂质、氧化层，焊接参数为：电流档90，时间档15，压力0.3MPa，要求焊接焊缝饱满，无虚焊，焊接后需对焊接处进行绝缘处理。

所述辅发定子引出线绑扎工艺为：辅发定子引出线故障是5GMG201E1型主发电机的主要故障，约占故障总数的80%以上。由于原设计与工艺的缺陷，导致引出线经常发生接磨而导致烧损。辅发定子引出线共包含有T20、T23、T22、T21、T30、T31、32、T33、T43、T42、T41共计11根电缆。每组电缆分别绑在端盖的蚂蟥钉上，电缆绑扎处常发生接磨。为了解决这一问题，经过不断实验，摸索出以下引出线的改造工艺。每根电缆外包自卷编织套管，每根电缆单独外包，热熔固定套管两端，保证不散股。在固定套管两端用倒齿式尼龙扎带固定，用丙烯酸胶粘玻璃丝带在开口自卷编织套管两端绑扎3圈，将电缆按沿引出方向排列整齐，根据绑扎处电缆与蚂蟥钉之间间隙大小，将聚砜毡自卷后用玻璃丝带半叠包固定在蚂蟥钉上；若绑扎处电缆与蚂蟥钉间无需垫聚砜毡，则蚂蟥钉上应套自卷编织套管；使用玻璃丝带将电缆对角绑扎在蚂蟥钉上，共绑扎3次，电缆交叉处也需用玻璃丝带对角绑扎共3次，每次打结扣并拉紧，在绑扎处刷风干漆固化。

所述转子绝缘处理的方法为：两年检电机不需要进行浸漆，但是长时间的使用及天气的变化导致转子绝缘电阻偏低，为节约成本、提高转子绝缘电阻，经过对几十台主辅发电机转子在不同湿度、温度、烘干前后的绝缘电阻的进行测量，并通过统计分析及制作试片对绝缘漆的相容性进行测试、试验，最终找出了解决的方法：对主辅发电机转子进行清洗、烘干及抽真空；对主发、辅发励磁绕组表面进行喷涂绝缘瓷漆并烘干。绝对湿度小于11g/m3时，绝缘电阻不低于10MΩ；任何环境湿度下绝缘值都不得低于1MΩ。

所述电机总组装的方法为：（1）准备组装工艺装备；（2）同样利用横吊工装及导向杆将定子、转子组装好。

本发明的有益效果是，本发明通过主辅发电机检修工艺改进，填补了检修工艺的空白，能修复主辅发电机故障，消除隐患，提高电机检修水平。在原先的检查检测的基础之上扩大了检修范围，从新编排工艺流程并制作对应的检修工装工具等，提高了产品的检修质量。

附图说明

图1是原检修工艺流程图。

图2是本发明的检修工艺流程图。

图3是本发明转子横吊工装主视图。

图4是本发明转子横吊工装的侧视图。

图5是本发明的螺套结构示意图。

图中，1、吊具焊接架，2、焊接块，21、螺栓，3、筋板一，4、筋板二，5、筋板三，6、吊攀一，7、吊攀二，8、加强板，9、卸扣，10、钢丝绳，11、螺套。

具体实施方式

下面结合实施例和附图2～5作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图2所示，本发明的检修工艺流程图，其检修流程为：外观检查—拆除滑环—电机解体，其中，电机解体后，各部件进行分别的检修，包括：滑环检修、转子绝缘处理、转子螺孔镶套、端盖裂纹焊修和辅发定子改造，各部件检修后，进行电机组装—绝缘检测合格—出段。

实施时，先进行常规的外观检查和清理。

在常规的外观检查后，再拆除滑环，拆除时采用自制的的滑环拨出工装该工装荣获国家专利授权，专利号为ZL201220309743.3。使用该工装可以快速有效的将滑环从转轴上拆除，并且不损伤转轴，操作简单、方便。该拔出器包括千斤顶油缸和千斤顶推力杆，千斤顶推力杆置于千斤顶油缸内，固定套一侧突出端与千斤顶油缸固定连接，另一侧与联接盘固定连接，假轴穿过固定套与联接盘置于千斤顶推力杆的中心孔内，双头螺杆固定连接在联接盘上，固定套一侧与千斤顶油缸外侧都设有螺纹，固定套通过螺纹与千斤顶油缸固定连接，固定套通过螺母与联接盘固定连接，双头螺杆通过螺孔与联接盘固定连接，假轴不带螺纹的一端置于千斤顶推力杆的中心孔内，带螺纹的一端固定连接在滑环固定轴的中心孔内，该拔出器使滑环各个方向受力均匀，启动油泵加压，直至将滑环拔出，规定压力不能超过60Mpa。

首先，需明确滑环检修工艺的要求：滑环故障现象有盘片松动及烧损、变色、锈蚀、绝缘低。轻微变色及锈蚀可使用细沙皮（150目）进行打磨处理，可恢复滑环原金属色；滑环绝缘低则可能绝缘杆裂损，需换绝缘杆，使滑环绝缘提高到规定值。滑环盘片松动、腐蚀、烧损、变色严重则需更换滑环。滑环更换方法：拆除方法见上述滑环拆除方法，安装方法为热套配合，温度控制为165±5℃，时间控制为4h。先拆除滑环下来检修，可解决原先电机解体不方便及更换滑环不方便的工艺问题。

在拆除滑环后，再将电机进行解体，解体方法为：（1）先准备电机解体装备，包含有转子横吊工装、导向杆，购买配套英制套筒，工装图如图3、4所示，转子横吊工装包括吊具焊接架1、焊接块2、筋板一3、筋板二4、筋板三5、吊攀一6、吊攀二7，所述吊具焊接架1为L型，其上设有筋板一3、筋板二4、筋板三5、加强板8加强，焊接块2通过螺栓21固定在吊具焊接架1上，吊具焊接架1横梁上还设有用于安装卸扣的吊攀一6、和吊攀二7。（2）在电机转子上安装横吊工装，拆除滑环、刷架、防尘盖，拆除轴承室与端盖紧固螺栓，利用工艺孔将转子顶出，松动后再利用转子横吊工装将定、转子分离。可采用同样的方法对电机进行组装。

这样解体后的主辅电机包括转子、端盖、定子等零部件，对这些零部件进行一一的检修。

关于转子的检修，先对转子转轴及螺孔进行检查，要求：转轴检修与常规主发电机转轴检修要求一样；转轴螺孔检修要求：前3牙不得有断牙，允许其他部分螺牙有缺损，轴向不超过3牙，圆周方向不超过1/5圆周，并用丝锥对螺孔进行回丝处理，若螺纹前三牙缩孔、轴向超过3牙、圆周方向超过1/5缺损，需进行镶套修复；本发明先根据转子法兰的材质，设计并制作螺套，采用镶套的方法修复受损螺孔，该用于镶套的螺套11内外均为螺纹状，外螺纹为M45x2的全螺纹，内螺纹英制5/4"-12，螺套总长70，其中一端长22为直径36.5的通孔，如图5所示。然后对主、辅发电机转子励磁绕组的绝缘处理，转子绝缘处理的方法为：（1）先对主辅发电机转子进行清洗、烘干及抽真空；（2）再对主发、辅发励磁绕组表面进行喷涂绝缘瓷漆并烘干。工艺要求：绝对湿度小于11g/m3时，绝缘电阻不低于10MΩ，且任何环境湿度下绝缘值都不得低于1MΩ。

关于端盖的检修，主要是端盖出风口受机车振动影响容易产生裂纹，故需根据材质、结构及裂纹出现的情况，确定裂纹修复方法。本发明中端盖裂纹的焊修的方法为：采用二氧化碳气体保护焊，用碳弧气刨，直径9～12mm的圆形碳棒，从端盖外侧清除裂纹，开"V"型或"U"型坡口，内侧应保留约2mm的金属，并开出适合焊接的大致坡口，若端盖拆下，则双侧清除裂纹，开"X"型坡口；用砂轮清除坡口内的氧化物和积碳，修正焊接坡口，坡口单侧坡度应不小于30°；焊材为GB/T 8110中的ER50型焊丝，直径为1.2mm，CO₂气体保护；采用多道堆焊、窄焊道焊接，在坡口处堆焊填满，焊接电流在100A～130A范围内，气体流量15～20L/min，道间温度应控制在100℃以下，宜低不宜高，焊波均匀，焊前无预热。

关于定子检修，侧重在辅发定子的改造，其包括两方面：辅发定子引出线绑扎工艺和辅发定子引出线更换工艺。

主辅发电机辅发电机定子引出线接磨、烧损现象严重，经过分析研究，其故障与引出线绑扎方式有很大关系。为解决引出线故障问题，辅发定子引出线共包含有T20、T23、T22、T21、T30、T31、32、T33、T43、T42、T41共计11根电缆。每组电缆分别绑在端盖的蚂蟥钉上，电缆绑扎处常发生接磨。为了解决这一问题，经过不断实验，摸索出以下引出线的改造工艺。

每根电缆外包自卷编织套管，每根电缆单独外包，热熔固定套管两端，保证不散股。在固定套管两端用倒齿式尼龙扎带固定，用丙烯酸胶粘玻璃丝带在开口自卷编织套管两端绑扎3圈，将电缆按沿引出方向排列整齐，根据绑扎处电缆与蚂蟥钉之间间隙大小，将聚砜毡自卷后用玻璃丝带半叠包固定在蚂蟥钉上；若绑扎处电缆与蚂蟥钉间无需垫聚砜毡，则蚂蟥钉上应套自卷编织套管；使用玻璃丝带将电缆对角绑扎在蚂蟥钉上，共绑扎3次，电缆交叉处也需用玻璃丝带对角绑扎共3次，每次打结扣并拉紧，在绑扎处刷风干漆固化。采用本方法可大大降低引出线接磨，从而导致引出线短路烧损的概率。

当引出线烧损或接磨，需进行更换，辅发定子引出线更换工艺为：（1）使用钎焊机和银铜焊片将电缆装配焊接到各自的汇流环接点，如T30、T31、T32、和 T33上；（2）焊接时对焊接部位进行清理，不许有油脂、杂质、氧化层，焊接参数为：电流档90，时间档15，压力0.3MPa，要求焊接焊缝饱满，无虚焊，焊接后需对焊接处进行绝缘处理。

在上述各部件检修后，将电机进行总组装。总组装的方法为：（1）准备组装工艺装备，同电机解体装备；（2）同样利用横吊工装及导向杆将定子、转子组装好。电机组装好后进行绝缘检测，合格后出检修段。

本发明的主辅发电机检修工艺克服了HXN5主辅发电机首次进行检修、其结构复杂、无相关经验可借鉴、检修难度大的问题，是针对HXN5主辅发电机的专用检修工艺，通过对主辅发电机检修工艺改进和创新，填补了HXN5主辅发电机检修工艺的空白，能修复主辅发电机故障，消除隐患，提高电机检修水平。

Claims (3)

1.一种主辅发电机检修工艺，其特征是，

其检修流程为：外观检查—拆除滑环—电机解体—电机检修—电机组装，其中，电机解体后，各部件进行分别的检修，包括：滑环检修、转子绝缘处理、转子螺孔镶套、端盖裂纹焊修和辅发电机定子改造，各部件检修后，进行电机组装—绝缘检测合格—出段；

其中，所述拆除滑环的方法为：制作专用滑环拔出工装，该滑环拔出工装包括千斤顶油缸和千斤顶推力杆，千斤顶推力杆置于千斤顶油缸内，固定套一侧突出端与千斤顶油缸固定连接，另一侧与联接盘固定连接，假轴穿过固定套与联接盘置于千斤顶推力杆的中心孔内，双头螺杆固定连接在联接盘上，固定套一侧与千斤顶油缸外侧都设有螺纹，固定套通过螺纹与千斤顶油缸固定连接，固定套通过螺母与联接盘固定连接，双头螺杆通过螺孔与联接盘固定连接，假轴不带螺纹的一端置于千斤顶推力杆的中心孔内，带螺纹的一端固定连接在滑环固定轴的中心孔内，该专用滑环拔出工装使滑环各个方向受力均匀，启动油泵加压，直至将滑环拔出，规定压力不能超过60Mpa ；

所述滑环检修的方法为：轻微变色及锈蚀使用150 目的细砂皮进行打磨处理；烧损及其他故障需更换滑环；滑环组装与转轴之间采用过盈配合连接，钢质滑环和滑环毂之间的绝缘采用浇铸式；滑环拔出采用上述拆除滑环的方法进行，滑环采用热套，温度为165±5℃，时间为4h ；

所述电机解体的方法为：主辅发电机定、转子分离方式为横抽，先根据电机结构特点及重量，设计并制作转子横吊工装，在电机转子上安装转子横吊工装，拆除滑环、刷架、防尘盖，拆除轴承室与端盖紧固螺栓，利用工艺孔将转子顶出，松动后再利用转子横吊工装将定、转子分离；

所述转子螺孔镶套的方法为：根据转子法兰的材质，设计并制作螺套（11），采用镶套的方法修复受损螺孔，钻孔孔径为φ42，螺套材质45# 钢；

所述端盖裂纹焊修的方法为：根据端盖材质、结构及裂纹出现的情况，确定裂纹修复方

法：采用二氧化碳气体保护焊，用碳弧气刨，直径9 ～ 12mm 的圆形碳棒，从端盖外侧清除裂纹，开"V" 型或"U" 型坡口，内侧应保留2mm 的金属，并开出适合焊接的坡口，若端盖拆下，则双侧清除裂纹，开"X" 型坡口；用砂轮清除坡口内的氧化物和积碳，修正焊接坡口，坡口单侧坡度应不小于30°；焊材为GB/T 8110 中的ER50 型焊丝，直径为1.2mm，CO₂ 气体保护；采用多道堆焊、窄焊道焊接，在坡口处堆焊填满，焊接电流在100A ～ 130A 范围内，气体流量15 ～ 20L/min，道间温度应控制在100℃以下，焊波均匀，焊前无预热；

所述辅发电机定子改造，包括两方面：辅发电机定子引出线更换工艺和辅发电机定子引出线绑扎工艺；

所述辅发电机定子引出线更换工艺为：若辅发电机定子引出线烧损或磨损严重，则需更换引出线：采用的是钎焊，焊材为银铜焊片：（1）使用钎焊机和银铜焊片将电缆装配焊接到各自的汇流环接点；（2）焊接时对焊接部位进行清理，不许有油脂、杂质、氧化层，焊接参数为：电流档90A，时间档15s，压力0.3MPa，要求焊接焊缝饱满，无虚焊，焊接后需对焊接处进行绝缘处理；

所述辅发电机定子引出线绑扎工艺为：辅发电机定子引出线共包含有T20、T23、T22、T21、T30、T31、T32、T33、T43、T42、T41 共计11 根电缆，每组电缆分别绑在端盖的蚂蟥钉上，每根电缆外包自卷编织套管，每根电缆单独外包，热熔固定套管两端，在固定套管两端用倒齿式尼龙扎带固定，用丙烯酸胶粘玻璃丝带在开口自卷编织套管两端各绑扎3 圈，将电缆按沿引出方向排列整齐，根据绑扎处电缆与蚂蟥钉之间间隙大小，将聚砜毡自卷后用玻璃丝带半叠包固定在蚂蟥钉上；若绑扎处电缆与蚂蟥钉间无需垫聚砜毡，则蚂蟥钉上应套自卷编织套管；使用玻璃丝带将电缆对角绑扎在蚂蟥钉上，共绑扎3 次，电缆交叉处也需用玻璃丝带对角绑扎共3 次，每次打结扣并拉紧，在绑扎处刷风干漆固化；

所述转子绝缘处理的方法为：对主辅发电机转子进行清洗、烘干及抽真空；对主发电机、辅发电机励磁绕组表面进行喷涂绝缘瓷漆并烘干，绝对湿度小于11g/m³ 时，绝缘电阻不低于10MΩ ；任何环境湿度下绝缘值都不得低于1MΩ ；

所述电机组装的方法为：同样利用转子横吊工装将定子、转子组装好。

2.根据权利要求1 所述的一种主辅发电机检修工艺，其特征是，所述转子横吊工装

包括吊具焊接架（1）、焊接块（2）、筋板一（3）、筋板二（4）、筋板三（5）、吊攀一（6）、吊攀二（7），所述吊具焊接架（1）为L 型，其上设有筋板一（3）、筋板二（4）、筋板三（5）、加强板（8）加强，焊接块（2）通过螺栓（21）固定在吊具焊接架（1）上，吊具焊接架（1）横梁上还设有用于安装卸扣的吊攀一（6）、和吊攀二（7）。

3. 根据权利要求1 所述的一种主辅发电机检修工艺，其特征是，所述螺套（11）外螺纹为M45x2 的全螺纹，内螺纹英制5/4"-12，螺套总长70mm，其中一端长为直径36.5 mm的通孔。