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摘要：磁钢推入装置是将磁钢安装到磁轭型腔中的一种装置。本文以磁钢推入装置的一个故障发生源为切入点，对磁钢推入装置的机械结构、传动系统及电控系统进行优化改造，利用优化后的磁钢推入装置能够方便、高效地完成磁钢的安装，显著提高工作效率的同时也促进了降本增效。
关键词：风力发电机磁钢推入装置结构优化
引言:永磁直驱电机转子部分属于风力发电机组当中比较关键的一个组成部分，体积、质量都比较大。永磁直驱风力发电机外转子磁极很多，多达数十甚至100极以上，每个磁极内又有同极性的磁钢10多块，这样每台转子需要装配磁钢达上千块，而磁钢与转子磁轭间存在强大的吸引力，这给操作的安全性和可靠性带来挑战，需要有专用的工装设备来保证将磁钢顺利安全装配到位。因此在生产时，利用人工完成磁钢的逐块喂料、使用设备将磁钢推入到位,完成磁钢装配。
1背景及问题概述
1.1背景概述
风力发电机制造过程包含转子装配线和套装装配线，磁钢推入工位是转子装配线的主要工位之一，该工位主要用磁钢推入装置将磁钢安装到磁轭型腔中，磁钢推入装置包括底座、竖直固定在底座上的直线单元、推动磁钢进入磁轭型腔中的推动装置及驱动装置，直线单元是由同步齿形带专用模组型双轴心直线导轨与相关自动控制元件组成。
直线单元作为磁钢推入装置传输力量的纽带，起着至关重要的作用。而磁钢防腐性能优化后，磁钢结构发生改变增加了不锈钢包边，磁钢推入装置使用过程中摩擦力增大，负荷加重，造成同步齿形带极易断裂，对生产节拍造成了影响，且磁钢推入工序作业时因转子结构及工装设计原因，顶部及四周光线受遮挡，作业过程较艰难，因此优化磁钢推入工装，提升现场作业环境是提高磁钢推入工序效率的关键。
1.2问题提出及分析
①磁钢推入装置上的同步齿形带安装在直线单元模组内侧，这就导致磁钢推入时传送带运行状态与疲劳受损状态不明确，无法直观检测传送带状态亦无法提前做好预防措施；且磁钢推入装置的控制柜与机体是分开的，不仅不利于目视化效果，同时不便于移动。
②同步齿形带带体由强力层、带齿层、包布层和胶层组成。强力层为抗拉强度很高的芯绳，通常是表面处理过的玻璃纤维、聚芳酰胺纤维或钢丝绳，该层主要承受负载的拉力。其齿形必须准确、不易变形，才能精确地传递运动。
③磁钢推入工序工艺变更后，磁钢结构发生了改变，增加了不锈钢包边设计，造成磁钢推入过程中摩擦力增大，造成同步齿形带与卡槽连接处极易变形、断裂，且齿形带更换成本较高，周期较长。
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2磁钢推入装置优化方案
①改变磁钢推入装置的控制柜连接方式及把手位置，变分体式连接为一体化连接，这也需要对把手位置重新设计，确保其既不干扰控制装置，又便于灵活移动推入装置。
②优化传送系统，改变传送带的安装位置，确保直观观测到单元易受损部位状态，同时改变齿形带与连接卡槽的连接强度，变更连接卡槽材质，用以延长齿形带的使用寿命，避免摩擦力过大引起齿形带易变形易断裂的问题，减少齿形带更换次数，降低维修成本。
3方案实施及效果
根据既定方案，对磁钢推入装置的机械结构、传送系统、电控装置及其运行环境进行改善及优化。
3.1机械结构优化：
①磁钢推入装置原本是控制柜单独设置，用一个小推车进行推拉移动，极为不方便，且线缆布置在外面，不利于目视化管理，此次改造重新设计控制柜尺寸及线路，在直线单元模组上设计机械部分用来固定控制柜，将分体式控制柜改为固定在直线单元模组上。
优化前优化后
②控制柜与直线单元模组合并后，之前的把手与控制柜极为接近，干扰电控系统的同时也不便于挪动整个磁钢推入装置，因此改变把手安装位置，避免装配后与电控装置干涉。
优化后效果：
①实现模组与控制柜一体化，不仅观感整洁，且使磁钢推入装置移动起来方便快捷，便于目视化管理。
②把手位置移动到直线单元模组下三分之一位置，既能灵活移动磁钢推入装置，又不会对电控装置造成干扰。
3.2传送系统优化：
①优化磁钢推入装置的直线单元模组结构，将传送带由直线单元模组的内侧改为模组外侧，使传送带状态在推入磁钢时直观可见。
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优化前优化后
优化后效果：
①通过4个移动滑块灵活连接传送带与直线单元模组，将其定位在模组外侧，确保作业时可关注到传送带状态。
②增加连接齿形带与卡槽的螺栓数量，且将卡槽由4个齿槽设计增加到8个齿槽，将连接卡槽改变为不锈钢材质，增加其强度，同时增大齿形带受力面积，减少齿形带更换频次。
4实施效益
磁钢推入装置优化后解决了其运行状态无法直观观测的问题，避免了因推入装置故障引起的节拍不稳定等异常情况，且通过改造推入装置移动起来更加方便快捷，同时作业环境的改善，使得作业人员能及时发现异常，促使作业效率大幅提升。此外，改善前每台直线单元平均每2个月需更换1次齿形带，改善后至少8个月更换一次，推广应用到各个风力发电机生产基地后每年皮带劳损费用可节约9万元左右，且修理成本一年可节约将近1万元，同时减少了因设备修复造成的人员等待浪费现象。
5结束语
本文以磁钢推入装置的一个故障发生源为切入点，查找原因后对问题源即磁钢推入装置的直线单元部分、传送系统及电控部分进行了优化改善，优化后的磁钢推入装置不仅运行状态直观可见，方便移动，更重要的是减少了同步齿形带的更换次数，降低维修成本的同时也有效提高了磁钢推入效率，同时促进了降本增效的实施。
参考文献
[1]王生旭.永磁直驱风力发电机外转子的磁钢半自动装配.中国科技博览,2016(8):40-41.