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　　空冷汽輪發(fā)電機(jī)空心導(dǎo)體轉(zhuǎn)子線圈工藝研究山東濟(jì)南發(fā)電設(shè)備廠張忠海，中來線圈制造技術(shù)的難點(diǎn)與關(guān)鍵，介紹主要工藝過程以及工藝設(shè)備的選擇研制等。

　　1引言研制空冷汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈，是山東濟(jì)南發(fā)電設(shè)備廠完成引進(jìn)入88公司空冷汽輪發(fā)電機(jī)制造技術(shù)的消化吸收，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子線圈自產(chǎn)替代進(jìn)口的重要課。

　　仙8公司空冷汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈，由兩個(gè)半線圈構(gòu)成。每個(gè)半線圈由若干半邊線匝組成。半邊線匝直接采用矩形空心銅導(dǎo)線。導(dǎo)線中間部分開有圓形通孔，兩端有精心設(shè)計(jì)的舌形進(jìn)出風(fēng)口，嵌線后在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)形成7型風(fēng)道，冷卻空氣從空心導(dǎo)線內(nèi)直接通過，將產(chǎn)生的熱帶走，冷卻效果好。由于該種線圈設(shè)計(jì)獨(dú)特，國內(nèi)沒有類似的制造工藝及設(shè)備，山東濟(jì)南發(fā)電設(shè)備廠于是對空冷轉(zhuǎn)子線圈制造工藝進(jìn)行了研究。根據(jù)入88公司的技術(shù)要求，結(jié)合工廠具體情況，確定了轉(zhuǎn)子線圈的生產(chǎn)過程。在轉(zhuǎn)子線圈生產(chǎn)中，主要工藝過程為鉆孔倒角內(nèi)部清潔沖孔壓形退火彎90彎彎成形彎統(tǒng)連接口等。據(jù)此，選擇了數(shù)控立式生產(chǎn)中心，研制了空心導(dǎo)線內(nèi)部清潔設(shè)備沖孔壓形設(shè)備中頻退火設(shè)備彎90彎設(shè)備端部成形設(shè)備銑連接口設(shè)備等，組成了轉(zhuǎn)子收稿日期199，隊(duì)10線圈生產(chǎn)線。結(jié)合操作方法的研究，較好地解決了轉(zhuǎn)子線圈制造過程中的工藝技術(shù)難2工藝技術(shù)難點(diǎn)和主要工藝設(shè)備及應(yīng)用空冷汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈，采用矩形空心銅導(dǎo)線。在制作過程中，主要的工藝技術(shù)難點(diǎn)，采用的主要工藝設(shè)備及應(yīng)用情況如下。

　　2.1空心導(dǎo)線鉆孔及倒角每半線圈組都由定數(shù)量的矩形空心導(dǎo)線組成，每導(dǎo)線上都有規(guī)定數(shù)量的孔，孔的大小相同，1.

　　孔的位置度要求較，由切削理論可知，在空心薄壁件上鉆孔，鉆頭橫刃對加工精度有較大的影響。保證孔的尺寸和位置精度，避免導(dǎo)線壁面下凹就成為鉆孔工序的重點(diǎn)。鉆孔后處棱邊要求倒角，外面的兩處倒角較易完成，內(nèi)部的兩處倒角成了難點(diǎn)。要倒內(nèi)部的棱角，刀具要能進(jìn)人孔內(nèi)并作切削進(jìn)給，顯然完成這項(xiàng)工作靠工人直接操作機(jī)床來做是不合適的。經(jīng)過對國內(nèi)外有關(guān)設(shè)備的考察和優(yōu)選，鉆孔機(jī)床選購了德國巨浪公司12181數(shù)控生產(chǎn)中心，主要技術(shù)參數(shù)如下最大鉆孔直徑mm主軸轉(zhuǎn)速r.mirT1行v，軸進(jìn)給速度定X位Y精最大攻絲直徑mm主軸扭矩Nm刀庫容量把刀具最大重量kg換刀時(shí)間s工作臺尺寸mm重復(fù)x定Y位Y刀具鉆孔選用了鍍膜鉆頭，倒角刀自制。工序內(nèi)容，鉆孔分兩次，不用冷卻液。

　　第次鉆孔徑的分之左右，修磨橫刃和頂角，切削速度約50，進(jìn)給量約0.15 1；第次完成全孔，切削速度約58進(jìn)給量同上。倒角也分兩次，每次完成同壁上的兩個(gè)。切削深度為倒角尺寸，轉(zhuǎn)速約30017，如，進(jìn)給量約0.008，切削范圍大于360.這樣加工出的工件符合要求。機(jī)床和刀具的選用，具有自動化程度生產(chǎn)效率適用范圍廣加工簡便等特點(diǎn)。

　　2.2清除導(dǎo)線內(nèi)部污物矩形空心銅導(dǎo)線在冷拔成型運(yùn)輸儲存鉆孔等過程中，不可避免地會造成內(nèi)部出現(xiàn)污物，如油污銅銹等，如不清除干凈，將嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)性能。清除長導(dǎo)線內(nèi)部的污物，不能用化學(xué)方法，不能象清理外才能去除。用通條捅，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，極其不便。經(jīng)過試驗(yàn)，采用尾部帶毛氈的箭刷在壓縮空氣作用下通過，效果良好，簡單方便。箭刷體采用非金屬材料，具有相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量和強(qiáng)度，既不損傷銅導(dǎo)線，又能獲得足夠走，玷污的毛氈應(yīng)換掉。依據(jù)這原理，設(shè)計(jì)制作了清潔設(shè)備。

　　清潔設(shè)備主要由底架托板壓蓋滾柱注氣嘴箭刷聚集罩液壓系統(tǒng)氣壓系統(tǒng)等零部件組成。工作時(shí)，將鉆孔后的導(dǎo)線4根平放在托板上，用壓蓋將孔封閉。在導(dǎo)線的端放置刷聚集罩，端放入箭刷，然后用注氣嘴將壓縮空氣注人導(dǎo)線，把箭刷從另端吹出。箭刷體可重復(fù)使用，毛氈根據(jù)實(shí)際情況可隨時(shí)更換。重復(fù)幾次箭刷操作，當(dāng)毛氈看不到明顯的污跡時(shí)清潔即可結(jié)束。

　　2.3在空心導(dǎo)線上沖孔壓形，保持導(dǎo)線矩形截面形狀不變空冷汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈形風(fēng)道設(shè)計(jì)，使得線圈每個(gè)導(dǎo)線上帶有進(jìn)出風(fēng)的舌孔和封閉風(fēng)路的形凹口。舌孔和形凹口條舌與對邊接觸，形凹口在導(dǎo)線矩形截面在空心物體上沖孔壓形，保證物體截面不變，必須在封閉狀態(tài)下進(jìn)行，為此研制了沖孔壓形設(shè)備。

　　沖孔壓形設(shè)備由床身沖孔頭壓形頭對中機(jī)構(gòu)上料機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)電氣操作系統(tǒng)等主要部分組成。采用程序控制，分調(diào)整和自動工作兩種功能狀態(tài)。機(jī)液電體化的設(shè)計(jì)，使設(shè)備有效地避免了因誤操作或?qū)Ь�放置不當(dāng)而造成的質(zhì)量事故，提高了設(shè)備工作的可靠性。沖孔原理3.

　　垂直夾緊塊工作時(shí)，先調(diào)整設(shè)備，使之符合加工件狀態(tài)。把個(gè)導(dǎo)線平放在上料機(jī)構(gòu)中，送到?jīng)_孔壓形預(yù)定位置，然后雙手操作按鍵，待進(jìn)人自動循環(huán)時(shí)松手，加工過程繼續(xù)進(jìn)行，至上料機(jī)構(gòu)回到卸料位置結(jié)束。整個(gè)沖孔壓形過程如下上料上料機(jī)構(gòu)向下橫向?qū)χ锌讓χ袥_孔頭橫向夾緊導(dǎo)線及壓形頭橫向夾緊導(dǎo)線沖孔頭垂直夾緊導(dǎo)線壓形頭壓導(dǎo)線沖孔頭沖前孔并返回沖孔頭沖后孔并返回壓形頭及各夾緊對中部件返回，上料機(jī)構(gòu)上升至卸料位置。

　　2.4銅導(dǎo)線局部軟化退火，保證退火與不退火過渡區(qū)在30之內(nèi)半線圈加工要求，導(dǎo)線轉(zhuǎn)子本體外的兩端頭部分要進(jìn)行軟化退火，退火溫度550.0上下，硬度約40，退火過渡區(qū)不大于30.普通的退火方法難以滿足這些要求，只有快速加熱和冷卻才行。中頻感應(yīng)加熱具有能量集中升溫迅速等特點(diǎn)，水冷降溫快，將兩者結(jié)合起來，能滿足退火要求，據(jù)此設(shè)計(jì)制作了中頻退火設(shè)備。中頻退火設(shè)備由中頻電源感應(yīng)加熱器冷卻水系統(tǒng)氣壓系統(tǒng)等組成。中頻電源為可控硅變頻，8000出，1001入。冷卻水系統(tǒng)由水箱水泵冷卻槽及噴頭等組成。

　　退火時(shí)，將束導(dǎo)線用專用夾鉗夾緊，用與導(dǎo)線束匹配的感應(yīng)加熱器從端部逐步向里加熱，隨時(shí)觀察加熱溫度，到規(guī)定位置后，立即停止加熱，噴水冷卻，冷至100以下，停止噴水，用壓縮空氣將導(dǎo)線上的水分吹干。在噴水冷卻的同時(shí)，導(dǎo)線內(nèi)始終有壓縮空氣吹出，防止水分進(jìn)人導(dǎo)線內(nèi)。

　　2.5空心導(dǎo)線彎90彎，避免內(nèi)陷及扭曲，限制內(nèi)沿增厚超過允許值般情況下，空心導(dǎo)線在自由狀態(tài)下彎曲時(shí)，易內(nèi)陷扭曲，內(nèi)沿過度增厚。如果在彎曲時(shí)，將處于變形過程中的區(qū)段加以約束，4，就可避免內(nèi)陷扭曲，內(nèi)沿增厚得到有效控制。根據(jù)這原理設(shè)計(jì)的彎90彎設(shè)備，主要由底架夾緊裝置轉(zhuǎn)臂垂直加壓裝置液壓系統(tǒng)定中心裝置電氣控制系統(tǒng)等部分組成。彎曲前，先調(diào)整4中尺寸人，根據(jù)半線圈的實(shí)際尺寸確定，然后放上導(dǎo)線束，在導(dǎo)線與設(shè)備有相對運(yùn)動的摩擦部位涂上潤滑脂，夾緊導(dǎo)線束并垂直加壓，操縱轉(zhuǎn)臂慢慢旋轉(zhuǎn)到恰當(dāng)?shù)奈恢糜心苷{(diào)位置的終點(diǎn)開關(guān)，松開取出，用酒精類溶劑把涂脂處擦干凈，彎曲結(jié)束。

　　2.6彎成形彎，保證半線跨距組轉(zhuǎn)子線圈由兩個(gè)半線圈組焊而成，每半線圈嵌線前就具有準(zhǔn)確的端部形狀和跨距，這項(xiàng)要求是由彎曲成型設(shè)備上模擬導(dǎo)線在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的實(shí)際位置來保證的。

　　彎曲成型設(shè)備由底架托架及夾緊鉗半徑板壓臂鋸床定中心裝置液壓及電氣控制系統(tǒng)等組成。成形時(shí)，把彎了90彎的導(dǎo)線束放到設(shè)備上，輕輕夾住，在90彎角處各導(dǎo)線間墊上補(bǔ)償墊片，夾牢。操作壓臂從9，彎處開始逐漸下壓彎形，邊彎邊用專用夾固定，直至終端。彎形完畢，松開專用夾，校正半線圈槽部角度后，在端部各導(dǎo)線間墊上層間墊片，再夾緊端部，校驗(yàn)端部跨距后開鋸齊頭，切去多余部分。

　　2.7連接口加工兩個(gè)半線圈通過連接片焊接為組線圈。半線圈導(dǎo)體上連接口的加工，是轉(zhuǎn)子線圈加工的最后道主要工序。連接口加工存在的主要問是如何保持半線圈已獲得的端部形狀和切屑不落人導(dǎo)線內(nèi)。經(jīng)過分析和試驗(yàn)，采用立式端頭朝下放置銑口較好。為此專門設(shè)計(jì)制作了下置式鋸片銑床和專用夾具，既解決了半線圈端部變形問，又防止了切屑進(jìn)入通風(fēng)道內(nèi)，大大方便了半線圈最后對通風(fēng)道的清理。

　　2.8保證半線圈對稱和致臺套轉(zhuǎn)子線圈由許多半線圈組成，相應(yīng)的半線圈有對稱性和致性要求。半線圈面。

　　2.8.1通風(fēng)孔的對稱性通風(fēng)孔的對稱性指兩端的通風(fēng)孔相對于半線圈軸向中心對稱。圓形通風(fēng)孔的對稱性由數(shù)控立式加工中心保證，舌形通風(fēng)孔的對稱性由沖孔壓形設(shè)備的對中裝置保證，沖孔頭和壓形頭各有兩套，相對于對中裝置對稱布置。

　　2.8.290彎的對稱性90彎的對稱性指兩端的90彎相對于半線圈軸向中心對稱包括彎角位置和大小。

　　90彎位置由設(shè)備保證。設(shè)備由左右兩個(gè)彎曲裝置構(gòu)成，中間由定中心裝置聯(lián)接，兩端90彎曲角大小，最后由操作者通過終點(diǎn)開關(guān)校正。

　　2.8.3半線圈的致性半線圈的致性分為兩個(gè)方面是同半線圈的致性，指同半線圈各導(dǎo)線在保證對稱性的前提下形狀和尺寸致；是相同尺度半線圈的致性，指幾個(gè)相同尺度設(shè)備及工藝操作兩方面來保證。將同半線圈的各導(dǎo)線合并在起，次彎曲成形，相同尺度的半線圈在同次設(shè)備調(diào)整狀態(tài)下連續(xù)彎出。

　　2.9設(shè)備的通用性該廠引進(jìn)的空冷汽輪發(fā)電機(jī)技術(shù)為系列化設(shè)計(jì)，品種規(guī)格雖然很多，但可化歸為3個(gè)系列。同系列的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈，端部兩彎角及成形彎半徑致，舌孔及，形凹口形狀尺寸致，只是形凹口位置隨線圈跨距的不同而不同。不同系列的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈相似這為轉(zhuǎn)子線圈的工藝研究暨轉(zhuǎn)子線圈生產(chǎn)設(shè)備的選擇研制奠定了理論基礎(chǔ)。

　　轉(zhuǎn)子線圈生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)中，采用可調(diào)式雙導(dǎo)軌裝置，保證設(shè)備的可調(diào)性，以滿足不同長度線圈生產(chǎn)的需要采用可換模塊結(jié)構(gòu)，使設(shè)備適應(yīng)不同類型轉(zhuǎn)子線圈制造的需要。

　　3結(jié)束語空冷汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈工藝研究成果經(jīng)過年半的應(yīng)用，制造的空冷汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈符合標(biāo)準(zhǔn)要求，質(zhì)量穩(wěn)定，開辟了該廠空冷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈制造的新途徑，對推動我國空冷發(fā)電機(jī)制造技術(shù)的進(jìn)步，具有積極的意義。