上海电机厂实习报告.doc

一、实习目的与任务通过在上海电机厂的讲座和参观，了解电机的发展历程和前沿科技，从模具的设计和制造、冲片（铁芯）的剪冲、电机轴加工、线圈制造、定转子压装和绝缘以及最终的电机试验等方面全面、系统地掌握电机制造的工艺和流程。在实地参观的过程中，将理论知识和实际生产相结合，熟悉各个零部件的名称、作用以及关键技术指标，增强对电机的感性认识，初步培养分析、解决电机制造问题的能力。最后，在观摩技术人员操作流程的过程中，学习他们的刻苦奉献精神以及对手中工作一丝不苟的工作态度。二、实习安排 7月11日 安全教育讲座 整体参观上海电机厂 7月12日 讲解冲片制造 参观剪冲分厂 7月13日 讲解线圈制造 参观线圈分厂 7月14日 讲解直流电机、电机定子制造工艺 参观中型电机分厂 7月15日 讲解电机转子、电机支架制造工艺 参观大型电机分厂 7月16日、17日 休息 7月18日 讲解电机轴加工、转子加工 参观轴承分厂 7月19日 讲解模具设计及制造 参观工具分厂 7月20日 讲解电机试验设备 参观试验分厂三、实习内容 初到上海电机厂的第一天，我们并没有直接进入厂房参观，而是在培训中心接受EHS管理体系的培训。所谓EHS体系是指环境、健康、安全的缩写，它包括环境管理体系和职业健康安全管理体系。所有这些体系都是为了减少伤害、事故、污染物、废物、经营成本和潜在不利因素，提高可造性、效益、信誉和可信度。事故就是人们在进行有母的活动过程中突然发生了违背客观规律的情况，迫使这种活动暂时或永久停止的事件。产生事故的原因是多方面的，既有客观因素，也有主观因素；既有直接原因，也有间接原因；既有物的不安全状态，也有人的不安全行为，但不管什么原因，其后果就是人员伤亡或者财产损失。当前世界各国普遍采用的因果连锁模型来分析事故。该模型着重于伤亡事故的直接原因：人的不安全行为和物得不安全状态，以及其背后的深层原因管理失误。在生产过程中，物的不安全状态极易出现。所有的物的不安全状态，都与人的不安全行为或人的操作、管理失误有关。往往在物的不安全状态背后，隐藏着人的不安全行为或人失误。物的不安全状态既反映了物的自身特性，又反映了人的素质和人的决策水平。物的不安全状态的运动轨迹，一旦与人的不安全行为的运动轨迹交叉，就是发生事故的时间与空间。因此，不论是我们参观的过程中，还是以后走向工作的岗位，一定要从这两方面入手，规范人的行为，预防物的不安全状态。随后，我们看到了不少电机厂中因为操作失误而发生事故的血淋淋的案例，提醒每一位同学增强防范意识，严格按照师傅的要求穿戴好进入厂房参观，不可带有侥幸心理。下午，我们在车间主任的带领下，大体参观了上海电机厂的全貌，着重了解了电机厂的强大运输能力，拥有起重能力400吨行车，600吨水上重型码头，具备了运输超重、超大型设备的水路、铁路和公路条件，为走向世界提供了客观条件。 第二天，剪冲车间负责人为我们讲解了如何制造冲片。冲片，也就是制成我们常说的铁芯，虽然它只有薄薄的一层，但却是电机设备中至关重要的零件。单台炉机所需要的冲片数达到了1100万，所以每一片的规格和工艺决定了电机整体的质量。对于中型电机，我们一般采用圆形冲片，加工步骤为剪料、落料、冲工艺孔以及冲槽切片。而对于大型电机以及汽轮发电机，采用扇形冲片，步骤依次为剪料、落料、去毛、涂漆。随着材料学的发展，如今的涂漆已经由以前的3次，降为普遍的2次，更有先进的水溶性漆，只需将冲片涂1次漆就能达到绝缘的标准，这大大简化了步骤，也使得冲片的规格更加标准。遗憾的是目前这种水溶性漆国内还不能制造出来，需要从国外引进。这也提醒我们必须多重学科共同发展，相互联系，才能有世界先进性的产品诞生。冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，时板料在模具中直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。冲片的剪料方式受到车床吨位的影响。冲压加工的四个主要因素包括原材料的质量、设备、加工的工艺性以及操作的工人。在讲解完后，我们在剪冲分厂看到了一片片正在加工的硅钢片，按照一步步的工序逐渐形成电机中所使用的圆形片或者扇形片，并被整齐地安放在模具上，等待下一步加工。接下来一天我们学习线圈的加工制造。线圈被称为电机的心脏，电机的寿命和运行的可靠性主要取决于绕组制造质量以及运行中的电磁作用、机械振动和环境因素。其中绝缘材料的选择、线圈制造过程中的绝缘缺陷和绝缘处理是影响绕组制造质量的关键因素。所以说，它的绝缘工艺要求相当高，起到隔电、支撑和保护的作用。绝缘分为匝间绝缘、股间绝缘、排间绝缘、层间绝缘、相间绝缘、对地绝缘、绕组端部各种支撑或固定元件绝缘、使用的绝缘结构件与连接线绝缘以及线圈与引出线之间的绝缘等，种类繁多，对绝缘的要求也不尽相同，这要求工人采用不同的工艺制造，比如有的采用云母加上薄膜绝缘，有的使用云母加玻璃丝绝缘，再如对地绝缘要用两层玻璃纤维等等。直流电机中的线圈有电枢线圈、换向线圈、补偿线圈、均压线圈等等，其中电枢线圈有蛙绕、波绕以及叠绕三种制作方法。此次课程着重讲授了波绕工艺的流程：落料括头搪锡包防护带鼻部弯型成形匝间胶化包引线及鼻部的匝间加强绝缘对地绝缘。相对应的，高压交流定子线圈的制造工艺流程有：绕梭型线圈包防护带括头搪锡涨型弯引线复形匝间胶化对地绝缘。在实地参观中，我们看到了车床对铜线进行弯曲加工成线圈规定的形状，许多工人在熟练的对线圈进行包扎，甚至还有不少人在巨大的定子内部对线圈包裹。整个车间内油漆味道很浓重，工作环境比较艰苦，突显了工作人员的奉献精神。接下来的两天由同一位师傅为我们讲解并且带队参观。我们接触到直流电机以及电机的转子和定子的结构及加工，电机支架的制造以及VPI绝缘处理技术。直流电机采用无级调速，具有良好的控制性能。按用途来分类，直流机包括轧钢电机、提升电机和特种电机三类。直流电机定子铁芯压装方式主要有内压装和外压装两种。外压装能够使得观察叠压情况非常直观,调节也很方便,可使铁心各部分的叠压紧度相同,两个端面平行度保持在 1 mm以内，保证了铁心叠压的高质量。外压装定子铁心具有下列优点: (1) 机座加工与铁心压装、嵌线、浸烘等工序可以平行作业,可以缩短生产周期。(2) 在嵌线时，外压装铁心因不带机座,，操作较内压装铁心方便。(3) 绝缘处理时，操作也较内压装铁心方便并可提高浸烘设备的利用率，节约绝缘漆。定子绝缘采用了VPI绝缘处理技术，就是指使用少胶云母带，在线棒上连续包扎后，将线棒放入浸胶罐内抽成真空，去除绝缘层气隙内的空气和挥发物，再加压使树脂进入绝缘层内，完全填充绝缘层内的气隙。具体的工艺步骤有：1、加热线圈；2、抽真空，时间大于2小时；3、向浸渍罐内输入已加热的浸渍树脂，全部淹没线棒并高出线棒一定高度时，停止输漆，维持1小时；4、向浸渍罐内输入经过干燥处理过的压缩空气；5、降低浸渍罐内压力再次抽为真空，保持1小时；6、想浸渍罐内输入经干燥处理过的压缩空气同步骤4，保持4小时；7、将浸渍罐内树脂输回储漆罐，全部输送完毕后，线棒在罐内保留1小时进行滴漆；8、一次成形防晕处理。对于转子部分，工作时高速旋转，它除了转换能量传递扭矩外还要承受动叶片、叶轮和主轴上各零件质量所产生的离心力等，因此需要用高强度的金属材料制成。转子上任何缺陷都会影响电机的安全运行，所以从零件毛培开始制造，经过机械加工、钳工装配到质量检验等各个生产过程都需要严格的技术要求。采取的工艺一般是首先粗加工，然后对零件进行探伤，最后再精加工成型，包括对形位公差和精度的调整。定子机座用于支撑固定铁心和起外壳防护作用，是承受和传递扭矩、支持端盖等部件。它还能形成电机冷却风路的一部分或作为电机的散热面。电机机座的类型包括铸铁机座、压铸铝合金机座和钢板焊接机座。其中卧式开启式箱形穿心式钢板焊接结构形式紧凑新颖、机械强度高，从而确保加工后不变形，气隙均匀，同时又便于各工序平行作业，缩短了制造周期。 经过两天的休息，18日周一我们再次来到了上海电机厂。这次为我们介绍的是电机轴和转子的加工。前面老师上课有提到，在电机工作的过程中，电机轴和转子都会高速地进行旋转，它们不仅仅传递转矩还承受着各个零件产生的离心力，所以说轴的加工精度和表面粗糙程度要求都比较高，与其他零件的配合也十分的紧密。衡量一个轴的标准在于它的粗糙度和形位公差，包括同轴度、圆度、圆柱度、平行度、对称度、垂直度以及位置度。转轴结构一般可分为实习轴、中心通孔轴和一端带深孔的轴。它的常用材料是碳素钢和合金钢，在选材的工程中主要看材料的强度和耐磨性而不是轴的弯曲刚度和扭转刚度。碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中敏感性低，可通过热处理改善综合性能，加工工艺性好，应用最为广泛，特别是45号钢，在电机中广泛采用。轴加工的难点在于它与轴承的配合精度。轴与轴承采用过盈配合。在充分考虑到轴承的热胀冷缩系数后，是轴承加热到200摄氏度，这样既不破坏钢铁材料也可以在使轴承冷却后自然的和轴相互配合。在课后的实习参观中，我们看到了一个个巨大的轴在车床上进行打磨、钻孔，虽然我们看上去每一个轴都十分的平整，转动起来也没有摇晃的迹象，但是带队师傅告诉我们，在实际工作中，轴的工作环境十分恶劣，在长期、高速运转的情况下很小的误差都会发展成为事故，因此对于每一根转轴都要经过很多道严格的检验确保合格，才能够安装到电机中去，去年就因为质量不合格而报废了两根转轴，每根轴的报废都会带来比较大的经济损失，因而加工需要工人十分的细心。周二，我们来到了工具分厂，也就是我们常说的模具的设计和制造。模具在电机制造中使用的范围及其宽泛，有冲压模具、铸造模具、锻造模具、压铸模具以及塑胶模具。一个模具的质量决定了产品的质量、产量和成本等等，因而需要我们想法设法的提高模具的工艺和质量。模具设计的因素包括材料的选择、结构的可适用性和安全性、零件的可加工性以及维修的方便性。对于材料，在选择的时候既要满足客户对产品的质量需求还要考虑材料的成本以及它在设定周期内的强度。老师首先向我们介绍了电机的定转子冲片的冲制。我们知道电机的定转子铁心一般是又厚度为0.35或0.5mm的冲片叠压而成，冲片的制造采用的是冲裁工艺，在考虑设备的加工能力和硅钢片卷料宽度的基础上，规定冲片直径小于1200mm的采用圆形片，否则采用扇形片。定子冲片步骤有：1、从卷料上落坯料；2、落带有圆孔和槽的圆片；3、冲制定子冲片分离冲片坯料。相对应的转子冲片步骤有：1、以直径为35mm的孔为定位孔；2、冲轴孔和通风孔；3、以轴孔为定位孔冲出转子槽型。在此基础上，我们上升到整个电机，首先对中型电机，使用的模具有圆落模、钉子切片冲槽模、轴孔通风孔模以及转子切边冲槽模；其次对大型电机，使用模具有定子扇形片复式模和转子扇形片复式模；最后是磁极片复式模具，它具有倒装结构和上模刚性卸料方式等特点。在课程的最后，老师对我们总结到，模具制造是确保模具质量的重要一环，加工方法和加工精度影响模具的使用寿命，精度直接影响到模具整体装配情况。与此同时，我们还要正确的使用与维护，以此来提高模具的质量。最后一天，是一位被称为上海电机厂活化石的老主任为我们上课，他给我们讲授了电机的试验。电机试验是电机出厂前的最后关口，必须将各个参数测量准确才能判断是否达到标准。电机试验分为型式试验、出厂试验和科研试验，所使用的设备有发电机组、变频机组、调压器、励磁机组以及耐压设备等等。电机试验的具体项目包括电机绕组对机壳（地）及其相互间绝缘电阻的测定，一般使用兆欧表；电机绕组直流电阻的测定，用来检测三相绕组电阻是否平衡、计算电机绕组的铜耗以及用电阻计算绕组的温升情况；空载试验，用来求得电机的铁耗和机械耗；堵转试验，获取电机的启动电流和启动转矩；超速试验，在转速为1.2倍额定速度下运行2分钟；匝间绝缘试验，在电压升高为1.3倍额定电压下运行3分钟；超声振动测定；耐电压试验，在1000V+2倍的额定电压下试验1分钟。在经过上述试验一一通过后，电机才算是能够合格出厂的。在实际生产中，由于电机很大，一台检验合格的电机还需要再拆解开来，分零件送往目的地，然后再由工作人员对之进行组装投入工作。四、实习收获经过这8天的生产实习，我对电机学以及电机控制两门课程中所包含的理论知识有了进一步的理解，但更看到实际生产与理论的不同之处。之前我们强调的是电机工作的原理，运用的基本是电磁学的知识，但是在生产领域融合了各种各样的学科，如材料学、力学、测量技术等等，同时也更加注重于加工每一个零件的工艺水平。这让我意识到不是学过电机学就能够掌握好电机，实际中每一个产品都包含了许多交叉学科，不能眼高手低，而需要踏踏实实地做研究才能有所成果。在生产车间中，我看到大部分的元件还是靠工人的手工打造，这与开始想象中的一条条自动化流水线有些不同。后来了解到，这并不是因为自动化水平而是上海电机厂重点生产的是中大型电机，企业需要的数量不是成批的，并且每个企业的生产要求不同、规格不同，所以无法像小型电机那样进行批量生产，而是接到订单后逐个设计、制造电机。上海电机厂做为国内一家历史悠久的电机生产基地，所采用的技术和生产的产品在国内外都有相当大的市场，设备和材料也都是世界顶尖水平的。但是我们也看到，精度特别高、技术特别先进的设备依然严重依靠从国外花大价钱引进，再如前面提到的水溶性绝缘漆能大大提高冲片的精度，节省多道工序，尽管已经引进很多年，也分析了不少时间，但是如今依然难以制造出性能与之相媲美的绝缘漆，这都激励着我们对核心科技的追求，将生产的命脉掌握在自己的手里才具备真正的核心竞争力！当然，在电机厂实习除了收获知识的同时，我也看到了工人师傅们在炎炎夏日下挥洒汗水。尽管说上海电机厂是国内顶尖的生产电机厂商，内部的绿化环境也做的十分不错，但是厂房毕竟是厂房，里面还是充满了很强烈的噪声和浓浓的油漆味道，并且除了少数车间装有空调外，其余的车间只有大功率风扇在起到降温的作用，所以说工作的环境还是十分的艰苦。在这种环境下，工人师傅们面对着成堆的钢铁，重复同一道工序，这对身体和心理都是极强的考验。在参观的过程中，我被一名焊接师傅震撼了，他焊接的时候会产生强烈的紫外光以及比较浓的臭氧。虽然为了防止紫外光照射人体对皮肤的严重危害，他使用了我们一般看到的拿在手中的防护面具，但这样一来焊接产生臭氧就会直接被吸入人体内，而过浓的臭氧对人体的危害相当大。带队的车间主任介绍说，像这种岗位属于高危害岗位，国家也制定了相关的政策，能够让工人在50岁时提前退休。但我觉得，无论提前了多少年，在岗位上受到的危害必定会影响一生，对这些岗位上的人的奉献和牺牲精神感到由衷的佩服，小到电机厂大到国家，正是由于有他们的奉献才会稳步的、踏实的向前发展，这是我们学习的标杆，督促着我不畏艰难困苦，脚踏实地的向前迈进！最后，感谢学校安排的带队老师和助教给我们的悉心安排以及电机厂为我们培训的师傅在这过程中给我的讲解和指导！6