第296章 悬浮的定子(1/2)
清晨,吕辰、宋颜、谢凯三人吃过早饭,便在孙干事的陪同下,前往电机厂核心生产区域。
穿过几道挂着“安全生产”“大干快上”标语的铁门,一片巨大的厂区铺陈在眼前,红砖厂房连绵起伏,高大的烟囱喷吐着滚滚白烟,粗大的蒸汽管道像巨蟒般在厂房之间蜿蜒。
锻锤声、机床声、天车声,构成了一曲低沉的交响。
“这边是大型电机的总装车间。”孙干事语气自豪,“咱们厂主要生产水利、电站、矿山用的中大型交流异步电动机、同步电机,还有部分直流电机,最大的能做到上千千瓦。”
他们走进一栋高大的厂房。
厂房内部空间开阔,足有二三十米高,粗壮的钢梁桁架上,滑行着数台巨大的桥式起重机。
地面铺设着厚重的铸铁地板,被油污浸润得乌黑发亮。
车间中央,几台正在装配的电机宛如钢铁巨兽。
定子铁芯庞大如房屋的基石,工人们搭着脚手架,用特制的长柄工具将粗如手臂的绕组嵌入定子槽,汗水在冬日里蒸腾成白汽。
巨大的转子轴躺在v型铁架上,表面由老师傅手工刮研,用涂着红丹粉的平板检验接触斑点,发出有节奏的“沙沙”声,追求着微米级的精度。
烘房门口热浪滚滚,浸完绝缘漆的定子在其中缓慢旋转。
行车吊装着沉重的端盖,缓慢而沉稳地落向机座,螺栓的撞击声清脆有力。
“这是50吨的行车,那台最大的要125吨。”孙干事指着穹顶,“装配一台大型电机,从铁芯叠压、下线、浸漆、烘干到总装、试验,要几十个工人干上一个月。精度要求也高,气隙不均匀度不能超过百分之十,轴伸摆度要控制在两丝以内。”
参观完大型电机生产车间,他们径直来到此行的首要目标,脉冲电机的生产车间。
“咱们厂根据你们提供的图纸和技术要求,已经建立了一条小批量生产线。”孙干事边走边介绍,语气里带着实干者的认真,“目前已经能稳定生产。”
穿过挂着“精密装配”标牌的车间大门,眼前的景象与大型电机总装车间截然不同。
这里更安静,更洁净,规模也小得多,更像一个放大版的精密实验室与小型生产线的结合体。
车间被划分为几个区域。
绕线区,女工们在台式绕线机前操作,将比头发丝粗不了多少的漆包线,紧密、整齐地绕制在指甲盖大小的塑料骨架上,制成定子线圈。
旁边有老师傅用放大镜检查着每一只线圈的匝数、排列和绝缘。
机加工区,几台小型仪表车床和铣床正在运转,加工着脉冲电机的核心部件,带精密齿槽的转子铁芯、薄如硬币的端盖、以及要求极高的主轴。
孙干事指着一个刚车好的转子说:“这上面的齿,分度精度要求很高,咱们最好的老师傅用光学分度头手动操作,一批活儿下来,废品率还是有三成……”
他看了一眼吕辰他们,没说下去,但意思很明显,红星所提供的脉冲电机设计,对加工精度提出了接近现有能力极限的要求。
磁钢装配区,工人们戴着细纱手套,用专用夹具将小块的磁钢,小心地粘入转子铁芯的槽内。
旁边有简易的充磁机和磁通检测仪,确保每一块磁钢的极性和强度符合要求。
总装与测试区,是车间的核心,工作台旁,工人们正在组装完整的脉冲电机。
定子线圈被压入外壳,转子被精密轴承支撑着装入,端盖用特制的微型扭矩扳手拧紧。
最引人注目的是测试台,几台自制的测试仪连接着组装好的电机,通入脉冲信号。
电机轴端安装着一个微小的光栅盘,旁边是光电传感器。
测试仪上的几个表头分别显示着步进角度误差、转速、以及温升。
孙干事看了一下记录数据,眉头微锁:“这一批的步距角离散性还是有点大,好的能做到±5%以内,差的能到±10%。温升也不均匀,连续运行两小时,有的烫手,有的只是微温。”
宋颜教授俯身仔细观察测试过程,问道:“问题主要出在哪里?加工精度,还是材料一致性?”
孙干事叹了口气:“都有。转子齿槽加工有误差,导致磁阻变化不均匀;定子绕组的电感量有微小差异;轴承的预紧力和游隙控制不好;甚至磁钢的批次差异都会影响性能。实验室做几个精品没问题,但一到批量生产,这些微小的变量就都冒出来了,控制不住。”
吕辰拿起一个成品掂了掂,这确实是一个可以工作的产品。
它能实现基本的步进动作和定位,但距离超高精度、高响应速度、极低热变形的伺服电机,差距无疑是巨大的。
“能做到这样,已经很不容易了。”宋颜教授公允地说,“这为我们后续的改进,提供了宝贵的一手数据。”
参观完脉冲电机车间,孙干事又带他们大致参观了厂里其他几个主要的电机生产车间,如大型异步电机总装、冲压、金工等。
正如孙干事所言,西安电机厂的强项和主业,确实集中在几十千瓦到数千千瓦的“大块头”工业电机上。
庞大的规模、扎实的工艺、力量感的制造场景,与刚才精密却略带挣扎的脉冲电机生产线形成了鲜明对比。
当吕辰再次问及小型化、高转速、超高精度电机时,孙干事将他们带到了特种电机试制车间。
技术员老陈接待了他们。
听完吕辰对高性能微型电机几万转以上、精密控制、长寿命的描述,老陈的眉头立刻皱成了疙瘩。
他拿起一个八千转的微型异步电机样品:“就这个,再往上提,轴承发热、转子动平衡、离心力导致的机械变形都是大问题。寿命?高速跑几百小时,性能就衰退。”
他指着简易动平衡机,摇了摇头,“高精度?材料、加工、控制电路……方方面面都受限。不是我们不想做,是现有的底子支撑不了。摩擦、发热、振动、磨损,这些坎儿,不是光靠想就能迈过去的。”
吕辰三人交换了一个眼神,都能看到彼此眼中的失望。
看来,在民用工业体系内,短时间内很难找到能满足未来更高需求的现成技术。
就在他们准备告辞时,老陈却犹豫了一下,露出几分不好意思的期盼神情:“几位同志,既然你们是搞高精尖控制的……我这儿有个自己瞎琢磨的难题,卡在控制电路上好几年了,能不能……请你们给指点指点?”
他的语气近乎恳求,眼神里闪烁着不甘的光芒。
“哦?什么难题?陈师傅不妨说来听听。”宋颜教授停下脚步。
老陈振奋起来:“几位请跟我来,在里间,是个实验模型,见不得人,就是我自己瞎琢磨的。”
他领着三人穿过车间,来到最里面的小工作间。
工作间很杂乱,堆满了各种废弃的零件、绕了一半的线圈、手绘的草图、以及一盒盒磁铁。
工作台中央,被台灯照亮的地方,摆放着一个奇怪的装置。
它被小心地固定在一个有机玻璃底座上。
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