风力发电机定、转子铁心液压定心压装模设计

摘要主要介绍东风电机公司15MW风力发电机定、转子铁心液压定心压装模的设计。采用液压方式定心从根本上改变了传统定、转子铁心压装的方法和理念。并利用法国达索公司的CATIAV5进行三维建模。检查空间位置情况。定、转子铁芯液压压装模的成功研制对新型液压压装模具设计与制造技术进行了成功的探索。关键词定、转予铁芯；冲片；定心；叠压；液压中图分类号TK83文献标识码A文章编号10019006201004007103HYDRAULICPRESSINGASSEMBLINGMOULDDESIGNFORWINDPOWERGENERATORSTATORCOREANDROTORCORECHENBEINAN，YUSHAHYONG，JLAMIAOMIOOSICHUANDONGFENGELECTRICMACHINERYWORKSCO，LTD614802，LESHAN，SICHUAN，CHINAABSTRACTTHISPAPERMAINLYINTRODUCESTHEDESIGNOFPRESSINGASSEMBLINGMOULDFORSTATORANDROTORIRONCOREOF15MWWINDPOWERGENERATORHYDRAULICMETHODISADOPTEDFORCENTERING，WHICHFUNDAMENTALLYCHANGESTHETRADITIONALMETHODANDCONCEPTONSTATORANDROTORCOREPRESSFITFRENCHDASSAUHSCATIAV5ISALSOUSEDFORTHETHREE。DIMENSIONALMODELINGANDTOCHECKTHESPATIALLOCAONSITUATIONTHERESEACHDEVELOPMENTOFTHEHYDRAULICPRESSINGASSEMBLINGMOULDISASUCCESSFULEXPLROATIONINDESIGNANDMANUFACTURINGTECHNOLOGYFORNEWTYPEHYDRAULICPRESSINGASSEMBLINGMOULDKEYWORDSSTATORCORE；ROTORCORE；PUNCHINGSHEET；CENTERING；LAMINATING；HYDRAULIC近年来，随着我国经济快速发展，电力供应越来越紧张。风力发电这种最廉价、最有希望的可再生能源越来越受到人们的重视，并且它是一种不污染环境的“绿色能源”。所以风力发电是国家大力发展的新能源的重要项目。2006年，东风电机引进德国LDW公司15MW风力发电机。在产品开发制造过程中，出现了许多难点。传统的定、转子铁心压装是利用锥度芯轴、瓦型铁定冲片中心，叠片时瓦型铁与冲片间存在较大的间隙，操作时需先在压力机上胀紧铁芯后，再压紧冲片的方法。此方法在两工步之间易发生定位变化，产生误差。卸载后须人工施力才能推出芯轴，精度不易保证，操作不便，效率低下。而采用液压方式定心压装不仅提高了叠压质量，而且简化了操作，大大提高了效率。定、转子铁心压装方式的改进对压装模具的设计提出了新的难题。11模具设计的技术原理和方法定、转子铁心是电机的关键零部件。15MW风机铁心是由05RAIN厚硅钢片冲制成形后叠装而成。叠装时，要求冲片槽形整齐，保证铁心同轴度在D005MN范围内，垂直度在680MM高度范围内为D01OMLN，同时保证铁心内径尺寸精度和形状精度。由于铁心高度与直径尺寸较大，叠装过程中需要多次预胀紧，消除冲片变形，保证压装质量。当定、转子冲片在叠压到一定高度后，通过手动泵将液压油压入压装模模芯，模芯中的液压回路连接圆周上各个方向的活塞孔，液压油收稿日期20100430作者简介陈北南1956一，女，工程师，1981年毕业于四川省德阳机器制造学校机制专业，主要从事工装模具设计工作。于善勇1951一，男，高级工程师，1978年7月毕业于东风电机厂“七二一”工大机制专业，主要从事工装模具设计工作。贾苗苗1984一，女，助理工程师，2006年毕业于陕西理工学院机械设计制造及其自动化专业，主要从事工装模具设计工作。71推动活塞将与之相接触的定位块在径向方向移动一定的距离，贴紧定、转子冲片的内圆，完成中心定位胀紧的动作。在保持压力的情况下，将整个压装模吊上油压机施压，在轴向方向上压紧冲片，完成铁心压装。定子铁心还需要在模具上保持压力状态焊接扣片，控制整个铁心的焊接变形。采用这种液压方式定心从根本上改变了传统定、转子铁心压装的方法和理念，叠片时定位块与冲片间存在可控制的间隙便于叠片，并随时根据需要预胀紧一卸载一预胀紧一卸载，分解了冲片在胀紧时的力量，对于冲片尤其定子冲片槽形起到了保护作用。在保证定位精度的同时，大大简化了操作，降低了劳动强度，提高了生产效率。铁心中心定位胀紧时所需的胀紧力应克服冲片总重量所产生的摩擦力。根据胀紧力确定液压系统、计算油路、设计密封，选择液压元件，回程方式，确定定位、压紧和主体零件的结构及尺寸。12模具结构设计利用CATIA进行三维设计，检查空间位置情况，进行干涉检查。考虑到模具空间结构的限制，将阀体与主体支撑件设计为一体。根据胀紧力大图1转子铁心液压定心压装模CATIA维造型小及空间结构的限制，定子采用6块压块、转子采用4块压块定位胀紧内形。每块压块上采用3个活塞支撑以使定转子冲片轴向受力均匀。由于定子铁心尺寸较大，设计了预压定位套解决预压时的受力不均问题。回程方式采用弹簧复位，卸图2定子铁心液压定心压装模CATIA维造型载后自动完成复位，无需再施力，操作方便。活塞是液压压装模的关键零部件。在设计过程中，根据胀紧力的大小初选液压系统压力，根据液压系统压力及模具结构的限制来确定活塞直径及数量，满足中心定位胀紧需要。活塞选用GSF0280孔用方形圈复合密封，并用导向环GST5904一D28支撑，具有良好的密封效果及磨损补偿性能考虑到定、转子定位受压面的形状与尺寸不同，压力要求应有变化及不同机组的适用性，选用轻型液压手动泵做动力，而不采用价格较贵的液压工作站做动力。根据压力表的读数计算并控制和调整压力大小，便于工人师傅操作。手动泵选用考虑因素如下1参与压装工序的零件总重量；2模具结构对活塞直径的限制。因为在胀紧的过程中存在很多不定因素，同时考虑到风电不同机组的通用性，故手动泵的压力应取大些，通过查阅选定P系列轻型手动泵P392。在工艺上，确定主体阀体活塞孔、定位、压紧件的加工及二类工装方案。活塞FLJN工根据东风电机公司无珩磨条件的情况采用研磨的方案。定、转子铁心是风力发电机的重要零部件，其制作所用的压装模具的结构决定了定、转子铁心的质量，从而影响电机的整机质量。模具本身的价值就在于确保产品的质量，降低制造成本。该定、转子铁心液压压装模为东风电机自主研制，是国内企业首次采用。经过实践检验，此蓄、项技术在保证大批量生产的同时，定、转子铁心质量大大提高。已运行的1000多台15MW风力发电机表明，实际运行效果良好，得到了市场的认可。该模具的研制解决了风电制造工艺的关键难点，并被后期的1IW、25MW风力发电机冲片压装工艺所采用。随着风电市场的不断扩大，东风电机风力发电机的型号也在不断增多，正在产生着巨大的社会效益，有着很好的推广应用前景。参考文献【L】方日杰电机制造工艺学IM】北京机械工业出版社，19992吴宗泽机械设计师手册【M】北京机械工业出版社，20033重型机械行业标准三FS】北京技术标准出版社，1979东方电气成功迈入大容量直驱型风电供货商行列承载中国制造向中国创造重大转变的装备工业骄子东方电气首台拥有自主知识产权的15HW直驱型风力发电机组，近日在内蒙古乌吉尔风场成功带负载L00KW并网发电。乌吉尔首台风电机组的并网发电，标志着东方电气直驱型风电机组已强势打入一线市场，成功迈入大容量直驱型风电制造行列。2009年10月19日，乌吉尔直驱风电样机在完成厂内“背靠背”型式试验后发往广袤的内蒙古草原，2010年国庆之时破茧化蝶，成功产网发电，并逐步增加负载，25OKW、500KW、750KW均自动并网成功，最后成功实现负载1500KW满负荷发电目标。在此其间浸透着许许多多新能源创业者的智慧和心血。直驱型风电产品具备结构简单、高可靠性、高效率、低维护量等优点。是当今及未来风力发电设备市场的主力高端机型。东方电气凭借几十年来的发电设备研制领域