王 聰

(哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150040)

0 引言

汽輪發(fā)電機轉子線圈的下線及裝配質量，直接關系到轉子的使用壽命。轉子線圈形狀達不到要求，可能會導致護環(huán)安裝困難，在使用過程中容易出現(xiàn)線圈磨損，甚至槽襯擊穿導致發(fā)生匝間短路的現(xiàn)象，直接影響轉子使用壽命。因此，汽輪發(fā)電機轉子在下線時需要用轉子下線裝配工具對端部線圈進行壓型。本工具結構為創(chuàng)新型結構，利用本工具可以很好的保證端部線圈壓型質量，具有較強的實用性。

1 工具結構

如圖1和圖2所示，轉子下線裝配工具主要由木桶、徑向壓環(huán)、臨時中心環(huán)、軸向壓環(huán)、下線木件組成。

1.木桶;2.徑向壓環(huán);3.臨時中心環(huán);4.軸向壓環(huán);5.下線木件圖1 轉子下線裝配工具三維結構示意圖

1.木桶;2.徑向壓環(huán);3.臨時中心環(huán);4.軸向壓環(huán);5.下線木件圖2 轉子下線裝配工具二維結構示意圖

2 工作原理

轉子線圈裝配采用圈式下線，先進行最下匝線圈下線，然后釬焊端部接頭，再粘匝間絕緣，將所有線圈依次裝配。直線段線圈經(jīng)過敲打整形后，將槽楔打入槽楔槽內，以固定直線段線圈。此時端部線圈還處于松散狀態(tài)，這就需要專用工具對端部線圈進行整形和壓型。轉子下線裝配工具通過相互之間的配合將松散的端部線圈定位并施加壓力以達到整形和壓型的目的。壓型過后，端部線圈再經(jīng)過一段時間的加熱、保溫，最終達到定型的目的，為后期安裝護環(huán)提供條件。

3 主要零部件的設計

3.1 木桶

3.1.1 木桶作用

木桶是轉子下線和下線完畢后壓型時作為填充物和支撐線圈用的工具，它由很多木塊拼成一個整圓包在軸上，由兩層木塊組成1個木桶。勵端木桶和汽端木桶稍有不同，勵端有引出線，在設計時要考慮讓開引出線。木桶外圓墊1～2 mm厚硬紙板。過去木桶材料均為硬木，形狀為圓筒，所以稱為木桶，現(xiàn)在有的木桶材料改為層壓布板。

3.1.2 木桶結構

如圖3所示，項1、項2為上下層木桶墊塊，為斜楔型，兩件為一對。根據(jù)安裝需要，E的寬度不應大于90 mm，通常木桶墊塊分成24等分，若外圓弦長超過90 mm，則木桶墊塊數(shù)增加。每兩塊之間再留1～2 mm間隙，用作調整。由于發(fā)電機轉子勵端最內層線圈還存在直線段，所以墊塊形狀還要根據(jù)最內層線圈的形狀進行設計。項2下層木桶墊塊端部通孔是用于拆卸木桶的，項3為填塊，作用是填塞通風槽，防止上下層墊塊局部出現(xiàn)懸空，以避免壓緊時受力過大而產(chǎn)生滑落、斷裂等現(xiàn)象。

1.上層木桶墊塊;2.下層木桶墊塊;3.填塊圖3 木桶結構示意圖

3.2 徑向壓環(huán)

3.2.1 徑向壓環(huán)作用

當轉子線圈全部下到轉子槽內后，用徑向壓環(huán)來進行線圈直線部分及端部壓型。

3.2.2 徑向壓環(huán)結構

如圖4所示，壓環(huán)體由4瓣組成，用螺栓把合，壓環(huán)體長度由軸端到臨時中心環(huán)距離確定。壓環(huán)體內徑為線圈尺寸+4 mm，兩端開有空刀槽，軸端一側空刀目的是避開槽襯伸出轉子本體的部分，以免在使用時壓壞槽襯；中心環(huán)一側空刀目的是與臨時中心環(huán)配合。為了方便拆卸，在螺栓把合面上設置了頂起螺孔(只有2個1/4環(huán)有此螺孔)，拆卸時先松開把合螺栓，再將螺釘旋入頂起螺孔施加力即可實現(xiàn)拆卸；壓環(huán)體徑向厚度選30～80 mm。

圖4 徑向壓環(huán)結構示意圖

3.3 臨時中心環(huán)

3.3.1 臨時中心環(huán)作用

臨時中心環(huán)用于轉子線圈壓型時代替產(chǎn)品中心環(huán)，其軸向定位是靠內圓上的凸臺卡在轉子軸上的凹槽來實現(xiàn)的。

3.3.2 臨時中心環(huán)結構

如圖5所示，臨時中心環(huán)為分瓣結構以便于拆裝。半環(huán)體內側帶有凸臺，凸臺徑向尺寸、寬度尺寸及位置尺寸根據(jù)產(chǎn)品轉軸凹槽尺寸確定；半環(huán)體外徑尺寸與徑向壓環(huán)空刀配合， 半環(huán)體內徑尺寸與產(chǎn)品轉軸相配，半環(huán)體厚度選取范圍為30～80 mm；每個半環(huán)體有兩個觀察孔，用于觀察軸向壓環(huán)的移動情況；兩個半環(huán)體通過螺栓把合形成整環(huán)。頂緊螺釘用于對軸向壓環(huán)施加徑向力。

圖5 臨時中心環(huán)結構示意圖

3.4 軸向壓環(huán)

3.4.1 軸向壓環(huán)作用

當轉子線圈全部下到轉子槽內后，用軸向壓環(huán)對線圈端部進行軸向壓型。

3.4.2 軸向壓環(huán)結構

如圖6所示，軸向壓環(huán)由兩件半環(huán)體組成，用螺栓把合，半環(huán)體外徑與轉子線圈外徑尺寸一致，內徑比最內層線圈最低平面小2 mm，半環(huán)體厚度取15～25 mm。

圖6 軸向壓環(huán)結構示意圖

3.5 下線木件

3.5.1 下線木件作用

在線圈下入轉子后，為使伸出鐵心外的端部線圈均能保持整齊，每兩個線圈之間采用木件楔入代替永久楔塊。

3.5.2 下線木件結構

下線木件共分3種，分別為極心墊塊、橫軸墊塊、縱軸墊塊，如圖7所示。

極心墊塊是放在軸齒端面和1號線圈之間用于楔緊1號線圈的，設計原則是將墊塊安裝后盡可能與1號線圈的接觸面積大且不高于最外層線圈即可，墊塊材質為硬木。

橫軸墊塊用于楔緊橫向相鄰的兩個線圈。如圖8所示為橫軸墊塊尺寸示意圖，H尺寸為每兩個相鄰線圈之間的軸向距離，L1=(最外層線圈外徑-最內層線圈內徑-5 mm)/2，L2取40～60 mm，墊塊間距取150～200 mm，墊塊材質為硬木。

圖7 下線木件裝配示意圖

圖8 橫軸墊塊結構示意圖

縱軸墊塊用于楔緊縱向相鄰的兩個線圈。如圖9所示為縱軸墊塊尺寸示意圖，楔塊的外形與兩組線圈之間的空隙形狀是一致的H1、H2和L1、L2根據(jù)兩組線圈之間的空隙確定，其中L2=(最外層線圈外徑-最內層線圈內徑-5 mm)/2，M取80～120 mm，墊塊間距取150～200 mm，墊塊材質為硬木。

4 轉子下線裝配工具使用方法及注意事項

首先按圖1和圖2結構，將項1木桶填充在內匝線圈和轉軸之間，調整好位置及高度，并保證木桶端部不露出線圈之外。在木桶外圓墊1～2 mm厚硬紙板，用膠帶纏好；再將項5下線木件按一定距離擺放到線圈與線圈之間、線圈與轉子端面之前；將項4軸向壓環(huán)緊貼線圈端部擺放；將項3臨時中心環(huán)固定于轉子軸上的擋板槽并通過螺栓進行把合；再將項2徑向壓環(huán)安裝到指定位置并把合螺栓。旋轉項3臨時中心環(huán)上的頂緊螺釘并頂緊項4軸向壓環(huán)，使軸向壓環(huán)壓緊線圈端部；再將項2徑向壓環(huán)的把合螺栓把緊，從而產(chǎn)生徑向力壓緊線圈，以達到壓型的目的。將壓好型的線圈連同工具進行整體加熱、保溫、定型。拆卸時，先松開項2徑向壓環(huán)的把合螺栓，從軸端部取出項2徑向壓環(huán)；再拆卸項3臨時中心環(huán)和項4軸向壓環(huán)；最后通過用鉤子放入項1木桶的下層木桶墊塊端部Φ10 mm孔用力拉出即可將項1木桶拆散，再一一取出木桶墊塊，最后取出項5下線木件實現(xiàn)工具的全部拆卸。

圖9 縱軸墊塊結構示意圖

5 結語

本工具結構新穎，實用性強，汽輪發(fā)電機轉子下線時利用本工具可以很好的完成對松散的端部線圈進行整形和壓型，再進行加熱、保溫和定型，最終得到符合尺寸要求的規(guī)整的端部線圈，為后續(xù)裝配護環(huán)提供條件。