传统磁钢拆卸工艺易导致磁钢破损、铁心散片或鼓包等问题，致使检修成本高、周期长。分析传统工艺的弊端，提出了工艺改进思路，阐述了科学的磁钢拆解技术，对新产品研发及量产后的维护检修具有重要意义。

PART 1 序言

永磁电机凭借功率密度高、效率优、全寿命周期成本低等优势，在动车、地铁、煤矿等领域应用日益广泛。然而传统磁钢拆卸工艺易导致磁钢破损、铁心散片与鼓包等问题，致使检修成本高、周期长，制约了行业发展。为破解这一难题，本文聚焦磁钢无损退出核心需求，从精确控力、均匀施压两大方向出发，研发了新型磁钢退出工装。该工装通过优化结构设计、选用低磁材料、精准定位压力中心，实现了磁钢与转子铁心的无损拆解[1]。其不仅为新产品研发提供胶黏强度检测支撑，更显著降低检修成本，推动永磁电机拆解技术升级，对相关领域技术研究与维修实践具有重要参考价值。

PART 2 工艺分析

2.1 传统工艺
如图1所示，传统工艺是通过两根拉杆2穿过转转子铁心5上的两个通风孔，通过螺母将顶板联接在转子铁心5上，把一根顶杆放入导向板4的长方形导向孔7内，将液压缸3放在顶板1上，将液压缸3的顶柱对准顶杆，开启泵站，通过液压缸3的顶柱将压力施加到长方形导向孔7内的顶杆上，顶杆再将力施加到磁钢上将磁钢退出。

a）拆卸现场

b）拆卸工艺

图1　某型永磁电机磁钢拆解1—顶板　2—拉杆　3—液压缸　4—导向板　5—转子铁心　6—泵站　7—长方形导向孔

传统磁钢拆卸工艺易导致磁钢破损、铁心散片或鼓包等问题，如图2所示。

a）磁钢破损  

b）散片

c）铁心鼓包

图2　磁钢拆卸时造成铁心损伤

2.2 改进工艺分析

如何将灌胶后的永磁体从转子铁心中完整取出，确保永磁体无破损、转子铁心无损伤是本文研究的重点，改进工艺需重点关注以下两方面。

（1）精确控制施力 永磁体作为脆性陶瓷材料，与基体粘结强度高，拆卸时巨大的机械应力极易导致其损坏，因此必须精确控制退出力。由于两个拉杆与液压缸往往不在同一直线上，退出过程中拉杆易发生弯曲变形。可通过机械联动方式固定拉杆顶端，确保其径向与液压缸施力方向共线，并引入数字智能系统，精准控制退出力的大小与运动速度。

（2）保持受力均匀 永磁体磁力强，退出过程中磁场持续变化，需将其运动控制在一定范围内，避免因磁力方向突变导致永磁体在铁心内发生刚性碰撞。手持液压缸操作难以保证活塞中心与磁钢压力中心重合，导致拆解力离散度大。可通过固定液压缸活塞与转子铁心，确保压力中心一致，从而维持拆解过程中力向量方向与大小的稳定，防止永磁体在铁心内晃动[2]。

PART 3 改进工艺实施

如图3所示：通过工装将转子铁心固定在在液压机上完成磁钢拆卸，在拆卸过程中需对转子进行频繁调转。

图3　通过工装将转子铁心固定在油压机上
1—垫板　2—底座　3—拉杆　4—转子铁心　5—导向板　6—螺母　7—导向孔

如图4所示为某型永磁电机转子，共有8组磁钢，每组磁钢有两大两小共4个磁钢槽，每个磁钢槽中有8块磁钢，8组32个槽共256块磁钢。要拆卸某个磁钢槽中的磁钢时，只有压力正对某个磁钢槽的中心，才能保证受力均匀。

图4　电机转子
1—转子铁心　2—大磁钢　3—小磁钢　4—传动端压圈　5—圆螺母　6—转轴　7—胶　8—通风孔

3.1 方案详解

如图5所示，为避免磁钢退出后吸附在工装上造成磁钢破损，工装除外购件液压缸和泵站外，所有零部件选用磁性最小的0Cr18Ni9不锈钢加工制作。工装由支架1、底座2、拉杆4、导向板5、等高套管6、顶板7、螺母8、液压缸9、快换接嘴10和顶柱11等组成，液压缸9通过螺栓与顶板7联接成整体。磁钢槽中磁钢拆解时，将相应的顶柱11放入导向板5的导向槽内，通过顶板上的4个液压缸9对顶柱11施加压力，将需要退出的磁钢退出。

图5　拆卸工装

1—支架　2—底座　3—转子铁芯　4—拉杆　5—导向板　6—等高套管　7—顶板　8—螺母　9—液压缸　10—快换接嘴　11—顶柱

将与磁钢槽形状一致的顶柱改为去掉磁桥部分的长方形顶柱11，避免了磁钢在拆解时填充胶在磁钢槽中流动造成铁心“凸起”现象。如图6所示，某电机转子共8组磁钢槽，每组里面两大、两小磁钢槽。假如要退出第1组磁钢槽中右A、第3组磁钢槽中的左A、第5组磁钢槽中的右b、第7组磁钢槽中的左b中的32块磁钢，需以下步骤。

图6　电机转子

如图7所示，在操作步骤一时，将底座2放在支架1上，以转子铁心3上的两个通风孔为定位孔，装在底座2的两个定位销上，确保磁钢与底座2上的漏料孔对正，保证磁钢退出时无阻碍；同时确保底座2上平面与转子铁心端面压紧，防止磁钢退出时出现“翘片”现象。

a）放置底座 

b）放置转子铁心

图7　操作步骤一
1—支架　2—底座　3—铁心

步骤二如图8所示，在导向板上的两个定位销对准转子铁心的两个通风孔定位，确保导向板上的每一个导向孔与每个磁钢对正。再将导向板平放在转子铁心的上平面上，并将8根拉杆通过导向板上的8个通孔将下端螺纹拧紧在底座上。导向板及定位销的主要尺寸可参考图9和图10。

图8　操作步骤二

图9　导向板部分尺寸

图10　定位销

步骤三如图11所示，将8根等高套穿在8根拉杆上，将顶板上平面标记方向的千斤顶与要退出的磁钢对准后，将8根拉杆穿入顶板对应的通孔，并拧入螺母。将4个顶柱放入所要退出的磁钢对应导向板的导向孔内。将液压泵站上的快换接头连接在对应千斤顶的快换接嘴上，退出一个磁钢后再将快换接头拆除并连接在另外的千斤顶上，依次退出所要退出的4个磁钢。

a）安装等高套 

 b）安装顶板图
11　操作步骤三

如图12所示，结合图6，安装顶板时，通过每次旋转45°，1号千斤顶可以与1～8组磁钢中的右A磁钢对正；2号千斤顶可以与1～8组中左A磁钢对正；3号千斤顶可以与1～8组磁钢的右b磁钢对正；4号千斤顶可以与1～8组磁钢的左b磁钢对正。这样就可以做到拆除任意一个或多个磁钢槽中的磁钢，并且确保千斤顶中心与需要拆卸的每块磁钢压力中心重合，实现磁钢的单个或多个精准退出。

a）液压缸压力中心与单个磁钢压力中心重合

b）液压缸对应位置图
12　方案一

如图12b所示，顶板上加工的4个内螺纹孔中心并不是均布，通过将顶板每次旋转45°，4个螺纹孔中心可以分别正对某一组中4个磁钢槽的压力中心，并且可以正对4个磁钢槽中每槽的8个磁钢，保证液压缸活塞中心能够与任意一个磁钢槽压力中心重合[3]。

方案一用于每个磁钢精准退出，方案二用于磁钢整组退出（见图13）。图12的顶板上与千斤顶联接的4个螺纹孔中心与整组磁钢的压力中心重合，假如需退出第3组磁钢，只需更换成图12顶板，安装功率更大的4个液压缸，将泵站的快换头与千斤顶上的快换接嘴连接，在导向板的第3组导向孔内放入顶柱，然后打开泵站开关，退出第3组的磁钢。如需退出所有磁钢，只需将泵站的快换头分别与4个千斤顶连接，依次退出1、3、5、7组磁钢后，将顶板旋转45°后再依次退出第2、4、6、8组磁钢。

a）液压缸压力中心与整组磁钢压力中心重合

b）液压缸对应位置图

13　方案二

3.2 应用情况

（1）新产品研发灌胶强度试验 在永磁电机新产品研发阶段，为选用强度适宜的磁钢粘接胶，需在模卡上安装磁钢，待灌胶凝固后，利用该工装检测不同胶的固定强度。设计人员依据检测参数，选择适用的磁钢粘接胶。以某型产品为例，拆解出的192块磁钢中，破损4块（破损原因为未及时移走已退出磁钢，与新退出磁钢吸附碰撞所致），磁钢破损率从原先的40%降至2%。检查后未发现铁心存在“凸起”或“散片”现象，而且整个过程仅需两人操作。

（2）经济效益 以本项目研究的高铁电机为例，原磁钢拆解方案的磁钢报废率约为40%，报废成本约为1.6万元。若转子已完成浸漆，该方案还易导致转子冲片槽口变形，造成二次装配磁钢困难，需进行二次整形，单台人工成本约0.04万元；若变形严重，转子将无法再次使用。项目实施后，采用新的磁钢退出方案及工装，磁钢报废率降至约2%，报废成本约为0.08万元。同时，该工装不会引起槽口变形，后续无需二次整形即可直接组装磁钢，单台合计节约成本1.56万元。

PART 4 结束语

该技术为永济电机公司的永磁电机技术进步作出了贡献，也为国内相关领域的磁钢退出技术发展奠定了坚实基础。它可广泛应用于新能源车、高铁、机车、矿用车等各类永磁电机的磁钢退出环节，在技术研究与维修领域均具有参考价值。