淺析水輪發(fā)電機(jī)定子沖片與沖壓的關(guān)系

姚霞

摘 要：在各項科學(xué)技術(shù)發(fā)展的同時，對水輪發(fā)電機(jī)的各個組成部分技術(shù)的要求也越來越高。只有水輪發(fā)電機(jī)各個零件部分的性能達(dá)到最優(yōu)質(zhì)的狀態(tài)，水輪發(fā)電機(jī)才可能實(shí)現(xiàn)其最高的效率。隨著水輪發(fā)電機(jī)定子沖片在實(shí)際工作中的使用，水輪發(fā)電機(jī)定子沖片有許多不足也就顯現(xiàn)出來。工作技術(shù)人員也在不斷探索新技術(shù)，以解決實(shí)際中常出現(xiàn)的問題。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)定子沖片；沖壓工藝；研究分析

前言

隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，對水輪發(fā)電機(jī)定子沖片的數(shù)量和質(zhì)量的要求也就越來越高。為此，就需要相關(guān)工作人員，發(fā)揮其專業(yè)能力，在最大的限度內(nèi)提升水輪發(fā)電機(jī)定子沖片的品質(zhì)。水輪發(fā)電機(jī)定子沖片的沖壓工藝，在人們不斷的改革與創(chuàng)新中，已經(jīng)為人們的生產(chǎn)和生活帶來了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。只有注意到工程運(yùn)行中每一個細(xì)節(jié)，才能保證整個過程安全、高效、穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，不斷提升水輪發(fā)電機(jī)定子沖片的沖壓工藝，就更具有意義了。

1 沖壓工藝對定子沖片的意義

定子沖片是水輪發(fā)電機(jī)的重要部件，對整個發(fā)電機(jī)的性能有著重要影響，其質(zhì)量的好與壞能夠直接影響到水輪發(fā)電機(jī)是否能夠正常運(yùn)行。因此，使用符合質(zhì)量要求的發(fā)電機(jī)定子沖片對于整個水輪發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行來說無疑是非常重要的。這就要求水輪發(fā)電機(jī)有較高的尺寸精度和形位精度，對于沖裁定子沖片的沖壓模具的制造精度的要求也就更高了。因而，在大量的生產(chǎn)任務(wù)的要求下，制定合理的定子沖片的經(jīng)濟(jì)適用精度，對于定子沖片自身的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及沖制成本等都有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 沖壓

2.1 定子沖片的基本沖制方法

通常選用含碳極低的硅鋼片作為水輪發(fā)電機(jī)的沖制材料，具有鐵損低、較強(qiáng)磁場下磁感高、沖壓性好、基本無磁時效、表面絕緣膜的附著性和焊接性良好，能防蝕以及表面光滑，平整和厚度均勻可以提高鐵芯的填充系數(shù)等優(yōu)勢。對于水輪發(fā)電機(jī)定子沖片的技術(shù)要求，以定子沖片三拼式套沖方式來沖制定子沖片。定子沖片是由定子外形框架、定子極槽和定子極條三部分組合，在級進(jìn)模上套沖而成。由于套沖而導(dǎo)致沖制定子沖片拼接之間存在微小間隙。定子沖片三部分之間的配合間隙為微小間隙，在六個配合處可互換，定子沖片結(jié)合面及內(nèi)孔應(yīng)平直、光潔。對水輪發(fā)電機(jī)定子沖片進(jìn)行綜合沖壓工藝分析，從材料節(jié)省的方面考慮，要想達(dá)到套沖出三部分定子沖片之間的裝配可互換，保證在級進(jìn)模上套沖出三部分定子沖片，而且保證沖制出的三部分定子沖片之間配合精度的技術(shù)要求的目的，就必須要求沖制出的定子沖片相配合部分的尺寸一致性要求高。除此之外，定子極槽與定子外形框架是套沖成形的，沖制過程存在一個沖裁間隙差，為了保證定子極槽與定子外形框架鑲拼的精度控制在一個微小間隙范圍，在模具上要沖制出拼接部分間由于沖裁間隙差所導(dǎo)致的拼接余量，與此同時，為防止條料在輸送過程中產(chǎn)生偏差對沖制微小間隙的影響，應(yīng)確保沖制條料步距的精度和卸料板對沖制條料有足夠的壓料力。

2.2 沖壓工藝優(yōu)點(diǎn)

沖壓是一種先進(jìn)的技術(shù)方法，它是建立在材料塑性變形的基礎(chǔ)上，靠壓力機(jī)和模具對板材，帶材，管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件的成形加工方法。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確均勻；表面光潔，無斑，無疤，無擦傷，無表面裂紋等；屈服強(qiáng)度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強(qiáng)比低；加工硬化性低。沖壓件與鑄件，鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)，沖壓可制出其他方法難于制造的，帶有加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性，由于采用精密模具，工件精度可達(dá)微米級，且重復(fù)精度高，規(guī)格一致。沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級進(jìn)模，可在一臺壓力機(jī)上完成多道沖壓工序，實(shí)現(xiàn)由帶料開卷，矯平，沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，勞動條件好。并且還具有生產(chǎn)率高，操作簡便，生產(chǎn)成本低，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化等特點(diǎn)。大量定子沖片生產(chǎn)制造必然要考慮到成本問題，可以通過提高模具的質(zhì)量，延長模具的使用壽命，來降低成本?？刂埔欢ǖ哪＞咧圃鞎r間，不斷改良沖壓工藝，在進(jìn)行沖壓工作時，對定子沖片經(jīng)過兩次沖壓操作，可以很好的保證定子沖片模具的質(zhì)量，同時縮短了生產(chǎn)周期，這樣一來就可以為企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。定子沖片雖然說結(jié)構(gòu)比較簡單，但是槽的尺寸比較小，進(jìn)行沖壓就比較有難度，但仍可以進(jìn)行沖壓加工。

3 定子沖片沖壓常出現(xiàn)的問題及解決方法

定子沖片有的地方尺寸很小，有的地方精度要求很高，沖壓時可能出現(xiàn)的問題較多，因此，在沖壓工藝及模具設(shè)計時需要充分考慮到可能出現(xiàn)的各種問題，并采用相應(yīng)的解決措施，這樣才能保證生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。另一方面，若定子沖片的批量要求很大，那么，要求生產(chǎn)定子沖片的模具壽命要長一些，而對于定子模具應(yīng)當(dāng)具備很好的可拆卸性，定子沖片沖壓加工后不再進(jìn)行其他加工。對定子沖片沖壓普遍采用一落三的沖壓工藝，來制造定子鐵心沖片，即：一次沖出定子圓片中心軸孔片，沖裁定子槽形。這種工藝在生產(chǎn)過程中，定子沖片沖槽形是依靠定子片內(nèi)圓作定位，由于定位中存在一定的間隙，因而產(chǎn)生了同軸度偏差，疊壓后鐵心外圓不整齊，槽形孔疊壓后起階梯狀，槽形孔空間減少，就會出現(xiàn)繞組嵌線槽滿率過高的情況，這樣容易損傷繞組。鐵心繞嵌線壓入機(jī)殼后，機(jī)殼對定子鐵心外圓擠壓使得片間移動，造成短路。另外，由于定子鐵心內(nèi)外圓同軸度偏差較大，合理的氣隙不能得到有效保障，嚴(yán)重影響了發(fā)電機(jī)裝配質(zhì)量改進(jìn)方法。除此之外，沖壓加工還要注意很多細(xì)節(jié)，線圈槽應(yīng)無毛刺或毛刺很小，以免繞線圈時，毛刺損傷銅線表面的絕緣層甚至割斷銅線，所以，在設(shè)計模具時必須考慮如何減小沖裁毛刺的問題。由于定子都要疊裝，因此，沖壓加工定子的平面度誤差一定要小。定子的疊裝鉚接孔對中心軸線有同軸度誤差要求，以便更好地保證定子之間的間隙均勻。通過對發(fā)電機(jī)定子沖片的工藝分析，了解到需要采用三道沖壓工序來完成定子沖片的沖壓工作。三道工序沖壓過程：落定子片分離轉(zhuǎn)子沖片，轉(zhuǎn)子沖片切外圓，沖轉(zhuǎn)子槽形及中心孔。關(guān)鍵是第一道工序，在落料分離出定子圓片的同時，把定子槽形一起沖出，改變了原第一道工序，只沖出定子內(nèi)外圓片，再分別沖出定子片槽形。另外，新工藝中定子槽形凸模是與定子內(nèi)圓凸模連在一起的，這樣一來就大大增強(qiáng)了定子槽形凸模的剛性，并且降低了定子槽形凸模的固定和沖模間隙調(diào)整難度，有效的保證了定子沖片內(nèi)外圓的同軸度。

4 結(jié)束語

隨著機(jī)械化電氣化程度的不斷提高，水輪發(fā)電機(jī)定子沖片沖壓工藝也就會達(dá)到不斷提升。提升水輪發(fā)電機(jī)定子沖片的沖壓技術(shù)，能夠優(yōu)化水輪發(fā)電機(jī)的性能。提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行時的穩(wěn)定性與安全性。要想實(shí)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)沖片沖壓工藝的提高，這就需要工作技術(shù)人員結(jié)合新技術(shù)和實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題來進(jìn)行對工藝技術(shù)革新。只有這樣，才能不斷地解決生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)的新問題，才能滿足人們的要求，提高水輪發(fā)電機(jī)的利用效率。

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