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【株所风云60年•第五十四期】李桂平:回忆辅助电机攻克难关的那些往事

来源: 作者: 时间:2019-12-11

人物介绍

李桂平,1965年7月毕业于上海交通大学,同年7月分配到株洲所工作,历任技术员、工程师、高级工程师。长期从事电机的研究工作,主持和参与的多项科研项目荣获铁道部和国家科技成果奖。

我1965年毕业于上海交通大学,分配到株洲所,在株洲所工作36年,主要从事电机的研制工作,期间参与了多款电机的设计和研制。

1992年,株洲所接到铁道部科技司课题——研制东风4型内燃机车驱动压缩机的新型直流电动机任务,并任命我担任该项目的总设计师。东风4型内燃机车是中国铁路第二代电传动内燃机车,是中国铁路史上生产数量最多、运用最广泛的内燃机车车型。

接受任务后,我和团队经过多次实地调研和反复论证,了解到当时驱动压缩机的直流电动机主要有两种型号,即ztp-82型及zp303型。它们都是铸钢机座,在多年来的运行中,暴露出一系列问题:带起动电阻的压缩机电机(如:ZTP—82型)起动后本应甩开起动电阻,但有时甩不开,导致起动电阻过热烧损,甚至引起火灾;ZD303型电机将起动电阻与电机固定串联在一起,电机系统效率低,改为直接起动后,起动电流大、时间长,影响机车蓄电池的寿命,有时甚至导致起动接触器烧损。上述两种电机在固定发电状态下,转速偏低,不能满足机车驱动压缩机正常工作的要求。

为满足机车压缩机正常工作的要求,提高机车运行可靠性,我在株洲电机厂的配合下,针对上述两种电机存在的问题,着手主持设计开发一种全叠片的zd316型直流电动机,从开始设计到全面投入运行经历了5年时间。

机车内留给电机安放的空间很有限,因此电机结构布置要合理。为了保质保量如期完成设计任务,我们日以继夜地加班加点,反复研究设计,再研究、再设计,光图纸就画了数百张。在那个年代没有现在这样便捷的电脑绘图,设计过程中的图纸全靠手工绘制,简单的图每张都要花费数小时,复杂的图甚至需要好几天才能完成。并且有问题后也很难在原图上修改,只能重新绘制。最后还得绘1:1的电机总图,审查通过后,方可定稿。

最终确认后,新型电机采用八角形叠片结构的设计方案,这一设计削弱了定子涡流效应,增强了回路电感,通过改变绕制方式增加了线圈匝数,从而适当增加了回路电阻。使得在110v直接起动时,起动电流不超过800a,固定发电机电压43v时,电机的转速不低于500转/分。确保了压缩机能正常工作,充分解决了前两种电机存在的问题。并且该电机与同类产品相比,还具有转矩大、起动电流小、起动时间短、效率高、重量轻、便于检修保养等特点。

作为总设计师,从设计到生产,我不敢有丝毫马虎,除了致力于新型产品设计,在产品制造期间,我顶住压力,针对当时存在的工人下料不规范等问题,提出多项制造工艺改进措施。最终在我和同事们的共同努力下,zd316型直流电动机在1994年完成两台样机的试制。1995年在铁道部产品质量监督检验中,通过了型式试验,先后在上海机务段、怀化机务段装车试运。1997年2月正式上线运营,机车走行30多万公里,途中电机运行各项参数正常,深受段领导的好评。参加该项工作的还有肖波、郭淑英、朱卫星等同志,ZD316型直流电动机被铁道部评为国家进步四等奖。

这期间还出过一个插曲,在ZD316型电机运行期间,曾接到某机务段来电,告知一台ZD316型电机烧损,指责株洲所的产品有质量问题。此事关乎株洲所的名誉,为此所领导十分重视,所长立即指明由我出差到该机务段进行事故调查,务必搞清事故缘由。

我接到任务后,怀着忐忑的心情前往该机务段。刚到机务段,段上的领导就将火气发到了我的身上,语气强烈地指责我们的产品质量太差,导致列车停运造成损失,要我们给出一个交代,骂得我一句话也说不上。但我心里却很相信自己设计出的产品,为了搞清缘由,也为了证明株洲所和自己,我顾不上休息,立马去现场查看电机烧损的状况。

该台zd316型直流电动机烧损较严重,经反复认真排查,最后查到该问题出在电机驱动的压缩机上。我们发现该压缩机轴断裂卡死,不能转动,造成高温才导致电机烧损,而该压缩机是另一家公司的产品。为此我要求段领导、技术室及验收室一起开会研讨,一致确定了电机烧毁是因压缩机轴断裂卡死导致的,并不是我所产品的质量问题。随后段方将该电机烧损的真正原因通报了部领导,责成生产厂家速派人员来解决此事,事后段领导专门向我及株洲所表达了歉意。由于我及时找到电机烧损根源,还了自己的清白,证明了株洲所产品的质量,捍卫了株洲所的口碑,为此也受到了所领导的表扬。


1996年8月,领导安排我负责东风11型机车专用压缩机的直流电动机设计及研制。为确保1997年装车试运行,特请求总公司对该直流电动机研制予以立项,并拨给株洲所费用15万元,用于该电机工装和模具的制作。该车主机厂要求确保电机在1997年装车试运。为此,我们在ZD316型电机基础上重新确定了电磁的计算方案,机座叠片及转子冲片尽可能与ZD316型电机的通用,以便节省工装模具的费用及节省时间,顺利完成任务。1997年3月,我们完成了5台ZD319型直流电动机的研制,此后送往山海关机务段装车运行2年,运行情况良好,深受段方一致好评。参加该项工作还有成喜、肖波等同志。

株洲所从建所至今已60周年,历经了创业、发展和壮大。一代代株所人团结奋斗、努力拼搏,使株洲所名扬海内外。正是不忘初心,让我在株洲所工作几十年,尽职尽责,完成本职的工作,为株洲所的发展壮大,贡献了自己的力量。

(作者:李桂平)