CN105703581A - 大型湿绕组电机定子机座外圆双盘管盘绕工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大型湿绕组电机定子机座外圆双盘管盘绕工艺，采用将电机定子机座装夹到卧式车床上，一端采用夹盘夹紧电机定子机座，另一端采用工具挡板把合到电机定子机座上，再采用车床顶尖将其顶紧，保证电机定子机座在机床上自由转动，电机定子机座外圆两层盘管，每层盘管采用两根盘管盘绕而成，其中最里层紧贴电机定子机座外圆，外层与里层之间有隔板，有利于二次水良好地冷却盘管内一次水，本发明利用卧式车床及辅助工具可实现电机定子机座外圆大于φ650，盘管外径在φ20～φ35范围内且壁厚2mm，单根盘管最长54米的电机定子机座外圆双盘管的盘绕。
Description
技术领域：本发明涉及一种大型湿绕组电机定子机座外圆双盘管盘绕工艺。
背景技术：随着湿绕组电机技术不断提高，采用电机外部冷却循环结构的大型湿绕组电机将得到广泛使用。该湿绕组电机用于我国透水救援设备中，并和多级离心泵连接在一起，整个机组体积比较大，安装运输很不方便。为了减小机组的体积、重量，要求电机体积尽量小，设计将原湿绕组电机外置冷却器结构改为了电机机座外圆双盘管结构，在减小体积的基础上增大热交换面积。具体要求电机机座外盘两层冷却水管，每层两根盘管共四个回路，机座外径φ650，空心盘管外径φ20且壁厚2mm，单根盘管最长54米，电机盘管还要能承受10MPa的压力，确保电机在盘管处与冷却水进行热交换，达到冷却电机内绕组温度的最佳效果。传统的盘管一般为单层结构，且盘绕过程借助简易的工具就能完成，且盘管的材料为铜管或硬度小的钢管，操作起来相对容易，但无法应用到大型湿绕组电机机座外圆盘管的盘绕，该特性的大型湿绕组电机机座外圆双盘管工艺保证了每圈盘管之间的间隙均匀，每层盘管外圆尺寸公差在1mm左右，为了保证这种湿绕组电机内部产生的热量能均匀带走，对盘管要求精度高，需要采用新的盘管盘绕工艺。
发明内容：本发明提供一种大型湿绕组电机定子机座外圆双盘管盘绕工艺，在卧式车床上进行盘绕的新方法，实现了电机定子机座外径大于φ650，盘管外径在φ20～φ35范围内且壁厚2mm，单根盘管最长54米的双盘管盘绕工艺。本发明的方案为：一种大型湿绕组电机定子机座外圆双盘管盘绕工艺，其特征是：包括以下步骤：
a)将外圆加工好的电机定子机座(5)，按设计盘管位置布置图间距，在电机定子机座(5)外圆上预划出盘管位置线，将电机定子机座(5)装夹到卧式车床(15)上，电机定子机座(5)一端采用机床夹盘(14)夹紧，电机定子机座(5)另一端采用机床尾座顶尖(8)顶在工艺堵板(10)上固定；
b)第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)分别由8根单根长为6米的无缝钢管焊接而成，焊后每根总长48米，其中含有工艺余量，第二层第一根盘管(4)及第二层第二根盘管(3)分别由9根单根长为6米的无缝钢管焊接而成，焊后每根总长54米，其中含有工艺余量；
c)第一层第一根盘管(1)、第一层第二根盘管(2)、第二层第一根盘管(4)、第二层第二根盘管(3)对接焊缝水压及探伤合格后，利用自制弯管工具(22)先按设计要求的弧度将盘管一端弯形，弯形过程是将盘管(25)放到定滑轮(24)和动滑轮(23)之间，通过操纵手柄来实现弯形。
d)将第一层第一根盘管(1)成型端插入相应电机定子机座(5)盘管孔内，并与电机定子机座(5)点焊牢；
e)将工具夹板(11)把合到车床刀架(9)上，采用工具夹板将第一层第一根盘管(1)夹紧，松紧要适度，夹紧力以不使第一层第一根盘管(1)变形为最佳，同时通过调节手柄(16)使车床刀架(9)高度适当，即保证第一层第一根盘管(1)在工具夹板(11)孔内自由滑动，又不使第一层第一根盘管(1)损伤变形；
f)开始第一层第一根盘管(1)在电机定子机座(5)外圆上盘绕，按电机定子机座外圆预划线位置开始，由于每层采用两根盘管盘绕而成，盘绕第一层第一根盘管(1)时，管与管之间的间隔采用宽的间距隔板(13)来控制，即留出第一层第二根盘管(2)位置及第一层第二根盘管(2)与第一层第一根盘管(1)的间隙位置，通过卧式车床(15)转动来带动电机定子机座(5)旋转，卧式车床(15)点车速度约为4转/分钟，从而使第一层第一根盘管(1)一圈圈螺旋状盘绕到电机定子机座(5)外圆上，同时通过操纵手柄(17)左右调整来调整盘管间隔，在第一层第一根盘管(1)盘绕的同时按设计要求位置采用不锈钢丝(12)将第一层第一根盘管(1)与电机定子机座(5)外圆焊牢，焊接时切勿碰伤第一层第一根盘管(1)；
g)直到盘绕到最后一圈，留出尾部弯形工艺长度后将第一层第一根盘管(1)锯断，并松开工具夹板(11)；
h)重复步骤a)～g)进行第一层第二根盘管(2)盘绕，注意在盘绕第一层第二根盘管(2)时要调整好与第一层第一根盘管(1)之间的间隙，采用窄的间隔板(13)来调整；
I)电机定子机座(5)第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)均盘绕完成后将电机定子机座(5)吊下车床，采用电机定子机座上弯管工具(21)将第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)末端弯形，成形过程如下：采用弯管工具支撑板将弯管工具(21)与电机定子机座(5)把合固定，将第一层第一根盘管(1)末端从大轮(20)和小轮(19)之间穿过，操纵工具手柄(18)旋转，使第一层第一根盘管(1)末端按图纸要求的弧度成形，按实配长度锯断第一层第一根盘管(1)末端多余部分，并将第一层第一根盘管(1)末端嵌入电机定子机座(5)盘管孔内进行焊接；按以上工艺过程进行第一层第二根盘管(2)末端弯形并焊接，最后盘管的尺寸及角度满足了设计的要求；
J)电机定子机座(5)第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)盘绕焊接完成后，进行一次水压试验，检查第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)始末端与电机定子机座(5)配合孔焊后是否泄漏，同时进行着色探伤，不得存在裂纹；
k)以上步骤a)～J)完成了第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)第一层盘管的盘绕，且检查合格后进行第二层第一根盘管(4)及第二层第二根盘管(3)第二层盘管的盘绕前，需配装两层之间的隔板(6)及挡板(7)并进行焊接；
l)重复步骤a)～J)进行第二层第一根盘管(4)及第二层第二根盘管(3)第二层盘管的盘绕；但注意盘绕时刀架(11)高度需调整，两层隔板(6)划好位置线，并盘绕在第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)间隙位置。
本发明通过利采用卧式车床夹盘及尾座顶尖固定电机定子机座，不但节省了空间，同时提高了操作性。首先对卧式车床刹车部位进行了改造，外接一套刹车限位装置，以保证盘绕过程中一旦停车，瞬间停下，防止车床反转导致盘绕好的部位松动，一旦松动将无法保证其尺寸及良好的散热效果。其次利用卧式车床低速稳定性及力距来控制盘绕速度及提供动力，电机定子机座外圆里面第一层盘绕速度控制在4转/分钟，外面第二层盘绕速度控制在3转/分钟，使盘管受力均匀、一致，减少盘管内的水阻力。
本发明自制两套弯管工具，一套用于始端弯形，另一套用于在电机定子机座上盘管末端弯形，两套弯形工具均根据实际管的外径及设计要求的弧度来设计制造，量身打造出的盘管弯形工具弯出的形状即保证了弧度圆滑过渡，又保证了盘管的圆周度，且没褶皱，这样就极大的减少了管内的水阻力，从而达到更好的换热效果。
本发明自制两种不同规格的间距挡板，盘管盘绕过程中，随时用间距板来根据图纸要求的间隙严格控制间隙均匀，从而使盘管的散热面积均匀。
本发明通过利采用卧式车床夹盘及尾座顶尖固定机座，利采用车床的反转带动盘管盘绕，通过刀架台上把合工具夹板来固定盘管，使盘管盘绕过程与机座外圆紧贴到一起，保证盘绕后盘管外径尺寸。利采用车床上的手柄来调节盘管的间隙。本发明可实现大型湿绕组电机外径大于φ650，盘管外径在φ20～φ35范围内且壁厚2mm，单根盘管最长54米的电机定子机座外圆双盘管的盘绕。保证了盘管之间的间隙均匀，盘管外圆尺寸附合图纸要求。
附图说明：
图1为盘管结构示意图。
图2为图1局部放大图。
图3为在卧式车床上进行第一层第一根盘管示意图。
图4为在卧式车床上第一层盘管完成示意图。
图5为每层盘绕完成后末端弯形示意图。
图6为盘管始端弯形示意图。
具体实施方式：
一种大型湿绕组电机定子机座外圆双盘管盘绕工艺，包括以下步骤：
a)将外圆加工好的电机定子机座5，按设计盘管位置布置图间距，在电机定子机座5外圆上预划出盘管位置线，将电机定子机座5装夹到卧式车床15上，电机定子机座5一端采用机床夹盘14夹紧，电机定子机座5另一端采用机床尾座顶尖8顶在工艺堵板10上固定；
b)如图3所示，第一层第一根盘管1及第一层第二根盘管2分别由8根单根长为6米的无缝钢管焊接而成，焊后每根总长48米，其中含有工艺余量，第二层第一根盘管4及第二层第二根盘管3分别由9根单根长为6米的无缝钢管焊接而成，焊后每根总长54米，其中含有工艺余量；之所以先将单根管焊在一起，是因为盘管焊缝要求水压及探伤检查，一旦检查有缺陷，可以在盘绕前进行补焊处理。
c)第一层第一根盘管1、第一层第二根盘管2、第二层第一根盘管4、第二层第二根盘管3对接焊缝水压及探伤合格后，如图6所示，利用自制弯管工具22先按设计要求的弧度将盘管一端弯形，弯形过程通过将盘管25放到定滑轮24和动滑轮23之间，通过操纵手柄实现弯形。弯形时需留出工艺余量，成型后再按设计长度将多余部分管长锯掉，锯管前需将管内塞好防止铁屑进入管内的棉纱或白布；
d)将第一层第一根盘管1成型端插入相应电机定子机座5盘管孔内，并与电机定子机座5点焊牢固定；
e)将工具夹板11把合到车床刀架9上，采用工具夹板将第一层第一根盘管1夹紧，松紧要适度，夹紧力以不使第一层第一根盘管1变形为最佳，同时通过调节手柄16使车床刀架9高度适当，即保证第一层第一根盘管1在工具夹板11孔内自由滑动，又不使第一层第一根盘管1外圆损伤变形；
f)开始第一层第一根盘管1在电机定子机座5外圆上盘绕，按机座外圆预划线位置开始，由于每层采用两根盘管盘绕而成，盘绕第一层第一根盘管1时，管与管之间的间隔采用宽的间距隔板13来控制，即留出第一层第二根盘管2位置及第一层第二根盘管2与第一层第一根盘管1的间隙位置，通过卧式车床15转动来带动电机定子机座5旋转，卧式车床15点车速度约为4转/分钟，从而使第一层第一根盘管1一圈圈螺旋状盘绕到电机定子机座5外圆上，同时通过左右调整操纵手柄17来调整盘管间隔，在第一层第一根盘管1盘绕的同时按设计要求位置采用不锈钢丝12将第一层第一根盘管1与电机定子机座(5)外圆焊牢，焊接时切勿碰伤第一层第一根盘管1；
g)直到盘绕到最后一圈，留出尾部弯形工艺长度后将第一层第一根盘管1锯断，并松开工具夹板11；
h)重复步骤a)～g)进行第一层第二根盘管2盘绕，注意在盘绕第一层第二根盘管2时要调整好与第一层第一根盘管1之间的间隙，采用窄的间隔板13来调整；
I)电机定子机座5第一层第一根盘管1及第一层第二根盘管2均盘绕完成后将电机定子机座5吊下车床，采用机座上弯管工具21将第一层第一根盘管1及第一层第二根盘管2末端弯形，如图5所示，成形过程如下：采用弯管工具支撑板将弯管工具21与电机定子机座5把合固定，将第一层第一根盘管1末端从大轮20和小轮19之间穿过，操纵工具手柄18旋转，使第一层第一根盘管1末端按图纸要求的弧度成形，按实配长度锯断第一层第一根盘管1末端多余部分，并将第一层第一根盘管1末端嵌入电机定子机座5盘管孔内进行焊接；按以上工艺过程进行第一层第二根盘管2末端弯形并焊接，最后盘管的尺寸及角度满足了设计的要求；
J)电机定子机座5第一层第一根盘管1及第一层第二根盘管2盘绕焊接完成后，进行一次水压试验，检查第一层第一根盘管1及第一层第二根盘管2始末端与电机定子机座5配合孔焊后是否泄漏，同时进行着色探伤，均达到图纸要求；
k)以上步骤a)～J)完成了第一层第一根盘管1及第一层第二根盘管2第一层盘管的盘绕，且检查合格后进行第二层第一根盘管4及第二层第二根盘管3第二层盘管的盘绕前，需配装两层之间的隔板6及挡板7并进行焊接；
l)如图2所示，重复步骤a)～J)进行第二层第一根盘管4及第二层第二根盘管3第二层盘管的盘绕；但注意盘绕时刀架11高度需调整，两层隔板6划好位置线，并盘绕在第一层第一根盘管1及第一层第二根盘管2间隙位
如图1所示双层盘管中间采用隔板分开，隔板为分半结构，装配需实配，与第一层盘管贴合紧密且不能使第一层盘管外径变形，力度要适中，否则影响换热效果。
如图4所示第一层盘管末端弯形，第二层盘管盘绕完成后末端弯形工具把合位置需向外调节，该工具把合孔为腰形孔，两层盘管末端弯形均适采用。
Claims (1)
1.一种大型湿绕组电机定子机座外圆双盘管盘绕工艺，其特征是：包括以下步骤：
a)将外圆加工好的电机定子机座(5)，按设计盘管位置布置图间距，在电机定子机座(5)外圆上预划出盘管位置线，将电机定子机座(5)装夹到卧式车床(15)上，电机定子机座(5)一端采用机床夹盘(14)夹紧，电机定子机座(5)另一端采用机床尾座顶尖(8)顶在工艺堵板(10)上固定；
b)第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)分别由8根单根长为6米的无缝钢管焊接而成，焊后每根总长48米，其中含有工艺余量，第二层第一根盘管(4)及第二层第二根盘管(3)分别由9根单根长为6米的无缝钢管焊接而成，焊后每根总长54米，其中含有工艺余量；
c)第一层第一根盘管(1)、第一层第二根盘管(2)、第二层第一根盘管(4)、第二层第二根盘管(3)对接焊缝水压及探伤合格后，利用自制弯管工具(22)先按设计要求的弧度将盘管一端弯形，弯形过程是将盘管(25)放到定滑轮(24)和动滑轮(23)之间，通过操纵手柄来实现弯形。
d)将第一层第一根盘管(1)成型端插入相应电机定子机座(5)盘管孔内，并与电机定子机座(5)点焊牢；
e)将工具夹板(11)把合到车床刀架(9)上，采用工具夹板将第一层第一根盘管(1)夹紧，同时通过调节手柄(16)使车床刀架(9)高度适当，即保证第一层第一根盘管(1)在工具夹板(11)孔内自由滑动，又不使第一层第一根盘管(1)损伤变形；
f)开始第一层第一根盘管(1)在电机定子机座(5)外圆上盘绕，按电机定子机座外圆预划线位置开始，由于每层采用两根盘管盘绕而成，盘绕第一层第一根盘管(1)时，管与管之间的间隔采用宽的间距隔板(13)来控制，即留出第一层第二根盘管(2)位置及第一层第二根盘管(2)与第一层第一根盘管(1)的间隙位置，通过卧式车床(15)转动来带动电机定子机座(5)旋转，卧式车床(15)点车速度约为4转/分钟，从而使第一层第一根盘管(1)一圈圈螺旋状盘绕到电机定子机座(5)外圆上，同时通过左右调整操纵手柄(17)来调整盘管间隔，在第一层第一根盘管(1)盘绕的同时按设计要求位置采用不锈钢丝(12)将第一层第一根盘管(1)与电机定子机座(5)外圆焊牢固定。
g)直到盘绕到最后一圈，留出尾部弯形工艺长度后将第一层第一根盘管(1)锯断，并松开工具夹板(11)；
h)重复步骤a)～g)进行第一层第二根盘管(2)盘绕，注意在盘绕第一层第二根盘管(2)时要调整好与第一层第一根盘管(1)之间的间隙，采用窄的间隔板(13)来调整；
I)电机定子机座(5)第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)均盘绕完成后将电机定子机座(5)吊下车床，采用电机定子机座上弯管工具(21)将第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)末端弯形，成形过程如下：采用弯管工具支撑板将弯管工具(21)与电机定子机座(5)把合固定，将第一层第一根盘管(1)末端从大轮(20)和小轮(19)之间穿过，操纵工具手柄(18)旋转，使第一层第一根盘管(1)末端按图纸要求的弧度成形，按实配长度锯断第一层第一根盘管(1)末端多余部分，并将第一层第一根盘管(1)末端嵌入电机定子机座(5)盘管孔内进行焊接；按以上工艺过程进行第一层第二根盘管(2)末端弯形并焊接，最后盘管的尺寸及角度满足了设计的要求；
J)电机定子机座(5)第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)盘绕焊接完成后，进行一次水压试验，检查第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)始末端与电机定子机座(5)配合孔焊后是否泄漏，同时进行着色探伤，不得存在裂纹；
k)以上步骤a)～J)完成了第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)第一层盘管的盘绕，且检查合格后进行第二层第一根盘管(4)及第二层第二根盘管(3)第二层盘管的盘绕前，需配装两层之间的隔板(6)及挡板(7)并进行焊接；
l)重复步骤a)～J)进行第二层第一根盘管(4)及第二层第二根盘管(3)第二层盘管的盘绕；但注意盘绕时刀架(11)高度需调整，两层隔板(6)划好位置线，并盘绕在第一层第一根盘管(1)及第一层第二根盘管(2)间隙位置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |