城市轨道交通车辆牵引电机整体铸造式机座变形控制

0斌帮辘灞交圈鼹0叠曩鞠L卑城市轨道交通车辆牵弓I电机整体铸造式机座变形控制段宗玉章细福南车株洲电机有限公司，412001，株洲第一作者，助理工程师摘要牵引电机是城市轨道交通车辆的核心部件，而机座是牵引电机的骨架。机座的质量直接影响着牵引电机的质量，进而影响着城市轨道交通的安全性，因此控制机座的质量至关重要。主要通过不同的工艺方法对机座的关键尺寸变形进行控制，采用二次退火消除整体铸造式机座的铸造应力，采用机座止I粗加工、套铁芯、机座止口精加工的工艺流程等，能有效地控制机座的止口同轴度超差问题，使得机座止口同轴度超差小于005MM，满足了设计要求，解决了整体铸造式机座电机的异音问题。关键词城市轨道交通车辆；牵引电机；机座；变形控制中图分类号TM3【】36DEFORMATIONCONTROLOFTHE、，H0LECASTINGMACHINESEATBASEDONURBANRAILTRACTIONMOTORDUANZONGYU，ZHANGXIFUABSTRACTURBANRAILTRANSITISONEOFTHEMAINDEVELOPMENTDIRECTIONSFORURBANTRANSPORTATIONURBANRAILTRACTIONMOTORISTHECORECOMPONENTTODRIVEURBANRAILVEHICLES。WHILETHEMACHINESEATISTHESKELETONOFTHETRACTIONMOTOR。THEQUALITYOFWHICHDIRECTLYAFFECTSTHESAFETYOFTHETRACTIONMOTOR，ANDCONSEQUENTLYTHESECURITYOFURBANRAILTRANSITOPERATION，THEREFORE，ITISCRITICALTOCONTROLTHEQUALITYOFTHEMACHINESEATTHEREARESEVERALWAYSTOCONTROLTHEDEFORMATIONOFTHEMACHINESEAT，SUCHASELIMINATINGTHECASTINGSTRESSBYTHESECONDARYANNEALING，ADOPTINGROUGHPROCESSANDFINEFINISHINGOFDIFFERENTPARTSOFTHESEAT，SOASTOEFFECTIVELYCONTROLTHEMOUTHCONCENTRICITYWITHIN【05MILL。ETCINTHISWAYTHEDESIGNREQUIREMENTSCOULDBESATISFIED，ANDTHEABNORMA1SOUNDOFTHEWHOLECASTBASEALSOBESOLVEDKEYWORDSURBANRAILTRANSITVEHICLE；TRACTIONMOTORMACHINESEAT；DEFORMATIONCONTRO1FIRSTAUTHORSADDRESSCSRZHUZHOUELECTRICCO。LTD4121，ZHUZHOUCHINA牵引电机是城市轨道交通车辆的核心部件，而机座是牵引电机的骨架。机座的质量直接影响着牵引电机的质量，进而影响着城市轨道交通的安全性。尤其是机座两端止口、内圆、两端面对轴线的端面圆跳动等，其对电机的整体性能影响最大。整体铸134造式机座由于铸造、焊接及加工应力的存在，使得机座的止口同轴度很难控制。止口同轴度出现偏差时，会造成气隙不均，使电机产生单边磁拉力，引起电机的振动和噪声L2。为了解决牵引电机的异音问题，需对整体铸造式机座的关键尺寸进行有效的控制，保证两止口同轴度满足设计要求。因此，研究机座变形控制方法是很有必要的。1机座的工艺性分析机座为整体制造式结构如图1所示，材料为铸钢。其关键尺寸为机座的内腔，基本尺寸为470MM，公差为0063MM、0，内腔的同轴度为015MM以内；机座的止口，传动端止口基本尺寸为450MM，公差为0063MM、0；非传动端止口基本尺寸为471MM，公差为0063FILM、0，两止口同轴度为005MM以内。机座的内腔主要是与定子铁心配合，保证铁心与内腔充分接触，否则会影响热的传导，增大电机的温升。因此，应保证机座内腔的基本尺寸和内腔的同轴度。机座的止口主要是与端盖配合，两止口的同轴度主要为保证定转子同轴，防止因定转子气隙不均而引起电机的振动与噪声E3。图1机座示意图第；6期从以上分析可以看出，主要尺寸及同轴度公差都控制在0063MM之内，为了保证这些尺寸，可从以下几方面进行控制5机座铸造会产生残余的铸造应力，因此应消除铸造应力。机座两端止口尺寸不能在同一装夹下进行加工，应考虑互为基准，以保证机座止口的同轴度误差。机座内腔主要保证内腔的同轴度，曾出现过内腔加工后成喇叭口形态，为了防止出现两端喇叭口形态，应采用相应的加工方法。应考虑装夹力的大小、装夹的位置，装夹不当易引起机座变形。2机座变形控制的验证方案根据整体铸造式机座工艺性分析，确定机座制作工艺路线。为清除残余的铸造应力，在机座铸造完成后应增加一次高温退火；考虑对机械加工应力和止口同轴度的要求较高，应按照机座内腔与止口都加工到位，后套定子铁心和机座止口粗加工，机座内腔加工到位，热套定子铁心，最后对机座止口进行精加工的两种不同加工工艺路线进行验证。其具体的工艺方案如下1工艺方案一机座铸件一机座退火一机座内腔加工一尺寸测量一机座止口加工一止口尺寸测量一热套定子铁心一止口尺寸测量2工艺方案二机座铸件一机座退火一机座高温退火一机座内腔加工一尺寸测量一机座止口粗加工一热套定子铁心一机座止口精加工一止口尺寸测量。3机座变形控制验证方案的实施31试验设备本验证过程需要用到的设备仪器有高温电炉，复合加工中心，三坐标测量仪，内径千分尺等。32试验步骤铸造2台编号为J01和J02的机座，材质都是铸钢件。对两机座进行一次热处理退火后，对机座J01按照工艺方案一进行实施，主要验证机座内腔变形和机座止口变形。对机座J02按照工艺方案二进行实施，主要对机座止口尺寸进行测量及分析。321机座内腔尺寸的验证过程对机座J01按照工艺方案一进行实施。首先加工两端面，以端面为基准面对机座内腔进行加工。第一次是定位块与机座点接触，并对机座施加一定的径向力，加工完后对机座内腔进行测量，数据如表熬L厕港1中第一组值；第二次是调整定位块使得定位块与机座面接触，并对机座施加较小的力，加工完成后对机座进行测量，数据如表1中第二组值；第三次是在第二次装夹的基础上，设置刀具沿机座中心轴线带小角度斜线的方式，通过逐差法的方式对机座进行加工，测量数据如表1中第三组值。表1机座不同位置处内腔测量数据MM注定位块与机座下部分接触；对机座内腔测量按照米字型测量4处，并分内腔上部与下部分别测量机座内腔加工完成后，对机座止口进行加工，加工完成后测量止口尺寸，数据如表2中第一组值。套定子铁心后再次测量定子止口尺寸，测量数据如表2中第二组值。表2机座不同位置处止口测量数据MM322机座止口尺寸的验证过程对机座J】2按照工艺方案二进行实施。增加一次高温退火，对止口粗加工并预留一定的精加工余量，测量数据如表3所示。表3机座不同位置处止口测量数据LILLL4机座内腔及止口数据分析41机座内腔数据分析从表1数据可以看出，装夹定位不当影响机座的内腔精度，不仅影响机座内腔的圆度，而且影响内135囝攫溺聩覆燹溷蕊LLL00。000000毒LLLL_删腔的圆柱度；对圆筒状机座加工时，应考虑定位块与工件之问的接触面积，应避免点接触；通过复合加工中心的刀具沿机座中心轴线带小角度斜线的加工方式，可以有效地控制机座内腔加工的喇叭口变形问题。42机座止口数据分析从表2、表3数据可以看出，增加一次高温退火，可以有效地消除铸件中的制造应力，避免机座加工完成后，因制造应力的释放而产生尺寸的变形；采用新的工艺路线，可以控制机座止口尺寸的变化，满足设计精度要求。5结语通过对整体铸造式机座变形控制分析，寻找产生变形的原因，对关键因素采用合理的方法进行控制，并通过试验研究可得出1通过复合加工中心的刀具沿机座中心轴线带小角度斜线的加工方式，可以有效地控制机座内腔加工时的喇叭口变形问题。2通过高温退火，可以有效地解决铸造内应力问题，并能有效地控制铸造内应力对机座关键尺寸的影响。3通过对机座止口粗加工、热套定子铁心、再对机座止口精加工，可以有效地控制机座止口的尺寸精度，满足设计的基本要求。参考文献1李品中小型电机机座加T工艺研究J防爆电机，201437E2铁维思中型电机机座的工艺分析及机械加工J技术创新导报，2011817李顺机车电机壳体加工工艺分析及没计J理沦研究，2011243E43杨学军牵引电机全叠片机座加新工艺研究EJ电力机车城轨车辆，2J【4447E5胡志明电机制造工艺学EM匕京机械工业出版社，2011收稿日期20130129“现代有轨电车发展与实践研讨会“在苏州召开2013年5月9日，由全球环境基金GEF中国城市交通发展战略伙伴关系示范性项目主办，国家发改委综合运输研究所与中国轨道交通网联合承办的“现代有轨电车发展与实践研讨会”在苏州举行。面对日益拥堵的城市交通和恶化的城市环境，各城市都在寻找适合的公共交通模式。这使得现代有轨电车这种中等运量、低碳环保、快捷舒适、时尚廉价的公共交通模式逐步进人了城市建设者的视线，并得到了极大的关注。同济大学F章教授在会议上发表了名为“现代有轨电车与城市发展多元整合的城市交通”的专题报告。他指出，现代有轨电车是一种具备美观和环保优势，路权不封闭，适合二三线城市市区小曲线半径和大坡度运行的城市公共交通系统。孙教授表示，现阶段国家大力投资基础设施建设，全国的现代有轨电车建设已经迎来了第一波高潮。在比对了世界发达国家以及城市的有轨电车建设经验之后，他认为现代有轨电车将全面推动城市的可持续发展，并优化调整城市市民的交通出行结构。此次研讨会历时两天，共有20