斯坦福发电机的转子端头槽楔加工方式及其工艺要求

摘要:斯坦福发电机转头槽楔的护环止口的加工需要较高的精确度，因此，不能采用与转轴护环止口相同的加工方式。针对这一问题，我们需要为斯坦福发电机端头槽楔护环止口加工制定一套精准的制作方案和工艺。将端头槽楔放置在转轴楔槽内，进行精密的测量得出端头槽止口的精确数据，之后根据测量所得的数据，使用数控设备对发电机转子端头槽楔进行加工。通过这种工艺的实现，减少斯坦福发电机转子端头槽楔配加工存在的问题。

由于斯坦福发电机的转子端头槽楔的护环止口和转轴的护环止口是相互配合的关系，因此，在传统的加工工艺中，是将发电机端头槽楔直接装置在转轴内部，并且使用设备进行加固，将转轴护环止口和发电机转子端头槽楔进行同时加工。将四极斯坦福发电机转子端头槽楔放置在转轴槽楔槽之后，发现护环的横截面不够完整，通车也存在断屑情况，这样不仅影响了表面的光滑度，也可能因断屑的存在为刀具带来磨损，在运行中刀具的磨损会对成效造成一定影响。

1、配加工要求

在对四极斯坦福发电机转子端头槽楔进行第一次加工之后，槽楔的顶面是平整的一面。要想跟转轴护环止口达到高度契合，需要对转轴护环止口进行在加工，实现与槽楔的配套，完成之后的发电机转子端头槽在与转轴护环止口进行组装时，需要满足以下要求，顶面的半径和转轴护环止口的半径要完全相同，同时转轴之间的高度差必须小于0．05mm的弧面。

2、解决端头槽配加工问题的思路

数控设备的发展，已经可以完成对数据和加工对象的精确控制，发电机端头槽楔顶面的弧度也可以根据转轴护环止口的数据来确定，并且达到一致弧度。现在需要面临的问题是，怎样较为准确的模拟发电机端头槽楔的装置运行状态，同时得出精准的相关数据，利用数控技术完成端头槽楔的配加工。

3、具体工作方法

3．1端头槽楔的预装

将首次加工完成的端头槽楔在转轴槽内部进行预装，同时使用顶紧工具进行固定，由于四极斯坦福发电机转子具有三种槽型，各个槽深数据不同，因此，需要对其他两槽进行加垫处理之后，再使用顶紧工具。通过旋紧顶紧工具的旋紧螺栓就可以达到顶紧的效果，但是，需要注意的是力度要适中，力度过小或者过大都可能引起槽楔变形，这样就会影响测量数据的准确性，无法满足端头槽楔配加工的条件。为了确保数据的准确性，我们实验了多组力矩，在顶紧过程中观察槽线的变化和数值变化情况。由于实验较为复杂，无法准确的确认最适合的力矩，我们采用一组比较平稳的力矩。在四极斯坦福发电机转子端头槽楔配加工的工艺文件中，对于端头槽楔的预装部分，应沿顺时针方向以20N•m的力矩将顶紧工具中的顶紧螺栓逐个预紧;使用胶皮锤逐个敲击端头槽楔顶面后，以40N•m的力矩将螺栓二次逐个预紧;对比两次预紧结果，顶紧螺栓二次预紧时螺纹旋入深度均匀，且螺纹旋入深度不超过一扣;如螺纹旋入深度超过一扣，需对力矩扳手、工具安装情况及端头槽楔预装情况进行复查。

3．2端头槽楔的测量

在对端头槽楔进行测量时，需要测量预装之后端头槽楔顶面超出护环止口的部分数值。我们经常使用的测量测量工具很少能够达到需求的准确度，以往都是使用制作弧形模板的方式进行测量，但是测量的精度无法达到端头槽楔配加工的需求。针对这一问题，可以制定出一种特定的测量方案，制造一个具有两个平行的圆柱形底脚的百分表座，两个平行的圆柱形底脚作为表座的平行导轨，将千分表固定在表座上。将测量工具架设在转轴大齿护环止口处。表座两导轨及千分表表针三点分别位于止口外圆上，此时将千分表对零。再将表座两底脚分别架在转轴下线槽小齿护环止口处，将千分表表针搭在端头槽楔顶面。此时得出的数据并不是最准确的，现在得出的只是点的距离和线的距离。采用左右移动表座的方式，使端头槽楔的中心显示千分表最小数值就是准确的测量数值。使用这种方式对每个端头槽楔进行测量，并且汇总，测量完成之后再放置表座在轴护环止口之上，确定数值是否为零。

3．3端头槽楔配加工

端头槽楔的配加工可采用数控卧式铣床完成。根据应用的设备及刃具直径等参数进行编程:以端头槽楔顶面中心为程序零点，向两侧铣加工一个与转轴护环止口半径相同的弧面。加工时，在端头槽楔顶面中点正确对刀后，将刃具向下调整尺寸作为程序运行零点，进行铣加工。

3．4加工后的校验

前两台应用本套工艺方案的四极斯坦福发电机转子产品，在配加工端头槽楔后，曾重复项端头槽楔的预装和测量工作进行配加工结果的校验。配加工结果非常理想，测量及加工的累积误差均在0．05mm以内。转子绕组装配及槽楔装配后进行复检，误差同样控制在0．05mm以内。这就证明了康明斯加工方式相对于传统的加工工艺存在一定优势，可以有效改善斯坦福发电机转子端头槽楔配加工中存在的误差问题，并且通过这种方式的普及可以更好的提高生产的效率。

4、结语

在康明斯发电机技术（中国）有限公司生产的四极斯坦福发电机转子产品，它采用的正是样板划线的方式进行测量，通过获取的数据进行端头槽楔配加工，而在装配的过程中发现存在较大误差，最后通过文中的加工方案，取得了很大成效。康明斯公司在进行端头槽楔配加工时，由于康明斯方案还处于测试阶段，并没有更多的依据，因此，进行了多次尝试，根据每次的装配结果可以看出，康明斯加工方式对端头槽楔配加工存在的问题具有一定改善。