CN113523721B - 三瓣式定子构件的制造方法及三瓣式定子构件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三瓣式定子构件的制造方法和三瓣式定子构件，该方法包括：下料→预加工→铣加工→装配焊接→火焰矫正→切割处理→热处理→表面处理→发运并装配。本发明方法是将整圆定子构件分为均等的三部分制造加工，并且在第一次装配之后再切割成三个部分。不但使定子被切割后更适于运输，而且大大的减小了下料时火焰切割对各零部件垂直度和变形量的影响。该方法适用于大型风能发电机定子的制造，能够降低加工难度。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型风能发电机定子领域，尤其是涉及一种三瓣式定子构件的制造方法及三瓣式定子构件。
背景技术
风能发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。随着风能发电技术的突破，其发电设备趋于大型化发展，以提高风能利用效率，同时也对相应发电机设备的生产制造、运输和组装提出了新的要求。其中发电机定子是风力发电机的关键部件之一，大型的风力发电机，其定子直径可达10m以上，重量可达300t以上，难以加工和运输。尤其是10MW以上的，加工和运输都更为困难。而且现有的定子构件中的各部件均在下料时就直接按照整圆的形式来切割，不但对料的损耗较大，而且下料工序所需要的空间也大，若是采用火焰切割，还存在垂直度不好、有变形的问题，后续矫正工序多、耗费时间长，甚至在矫正之后对产品精度还有影响。
发明内容
为了解决以上问题，本发明公开了一种能够使定子构件易运输、且精度更高的三瓣式定子构件的制造方法，包括以下步骤：
S1、下料：根据板材厚度使用不同的下料方式，切割制得所需外形和尺寸的主筒体、非驱动端板和驱动板的预制钢板；
S2、预加工：将主筒体的预制钢板卷圆得到主筒体粗坯，将非驱动端板钢板预热，焊接制得非驱动端板粗坯，将焊缝打磨平整，以同样的方式将驱动板的预制钢板焊接制得驱动板的粗坯；
S3、铣加工：矫正各粗坯的表面平整度，铣坡口得到主筒体、非驱动端板和驱动板各部件；
S4、装配焊接：按S1-S3同样的方式总制得3件主筒体、3件非驱动端板和3件个驱动板；将3件主筒体用压板固定在装配平台上形成整圆，预热焊接坡口，焊后将焊缝打磨平整，得到整圆主筒体，按同样的方式制得整圆非驱动端板和整圆驱动板；将整圆主筒体、整圆非驱动端板和整圆驱动板组合装配，间隙大的位置采用千斤顶，保证完全贴合后焊接牢固，得到整圆的定子构件主体；
S5、火焰矫正：焊接全部结束后，需对S4所述定子的焊接变形位置进行校正，根据钢板表面颜色选择相对应的火焰矫正加热温度,采用线状加热的方式矫正变形位置,矫正后进行检查，不合格再次矫正，矫正合格后空冷至常温。
S6、切割处理：将S5火焰矫正合格后的定子等分切割成三个部分，修割两个端头余量，装配时确保两端有足够的焊接收缩余量，再次矫正表面平整度，得到三瓣分开的构件主体；
S7、热处理：将S6制得的每瓣构件主体分别放在热处理炉平台进行热处理，加热升温到290-310℃，保温1-2h，再次加热升温到580℃-600℃，保温2-3小时后降温到200-50℃出炉，控制降温速度，出炉后空冷至常温；
S8、将S7所述热处理后的三瓣构件主体分别粗坯装配上铆螺母，并进行打磨、冲砂、清洗、喷锌、上漆等表面处理后即得到三瓣定子构件主体；
S9、三瓣定子构件主体分别发运，运到目的地后现场装配，装配时将三瓣定子构件主体焊接拼装形成整圆的三瓣式定子构件。
优选的、S1步骤中：所述下料方式包括但不限于激光、等离子、数控火焰。
优选的、S2或S4步骤中：所述预热温度为100-120℃，所述焊接方式为全熔透。
优选的、S3或S6步骤中：所述矫正方式为机械矫正，矫正后平整度满足3mm以内。
优选的、S5步骤中：所述矫正火焰是采用氧气与丙烷作为气源，所述火焰加热升温速度在30-50℃/S，温度最高不得超过550℃。
优选的、S7步骤中：每次升温速度和降温速度均控制小于80℃/h。
本发明的有益效果是：
1、本发明特别适合10MW以上大型定子的加工，其将大型的定子分为等分的三部分，降低制造加工难度，同时方便道路运输，能够在架设地点进行装配焊接成整体定子。
2、本发明先采用预加工分别制出三瓣构件的主要部件，再进行装配可大大的减小切割时的变形量对产品的影响。而火焰矫正可以进一步矫正因受外力、焊接、焊缝大小、装配间隙的不均匀等因素造成的构件变形。而且在装配焊接时，先将三瓣定子构件拼接成整圆还可以降低焊接的变形量，从而降低后续火焰校正难度。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中在上
图1是每瓣定子构件主体的示意图；
图2是装配好后三瓣式定子构件的示意图；
图中：驱动板1，非驱动端板2，主筒体3。
具体实施方式
下面以具体的制造方式进行说明，该制造方式只是为本发明所述制造方法中的一个具体实施方式，不代表整体发明内容。
S1、下料：选择正火轧制，板厚公差符合GB/T709，等级为B的钢板，火焰下料切割制得所需外形和尺寸的主筒体、非驱动端板和驱动板的预制钢板。
S2、预加工：将主筒体的预制钢板卷圆得到主筒体粗坯，将非驱动端板钢板预热到110℃，以全熔透方式焊接制得非驱动端板粗坯，将焊缝打磨平整，以同样的方式将驱动板的预制钢板焊接制得驱动板的粗坯。
S3、铣加工：机械矫正各粗坯的表面平整度，满足3mm以内，铣坡口得到主筒体、非驱动端板和驱动板各部件。
S4、装配焊接：按S1-S3同样的方式总制得3件主筒体、3件非驱动端板和3件个驱动板；将3件主筒体用压板固定在装配平台上形成整圆，预热至110℃，以全熔透方式焊接坡口，焊后将焊缝打磨平整，得到整圆主筒体，按同样的方式制得整圆非驱动端板和整圆驱动板；将整圆主筒体、整圆非驱动端板和整圆驱动板组合装配，得到整圆的定子构件主体。
S5、火焰矫正：焊接全部结束后，需对S4所述定子的焊接变形位置进行校正，采用氧气与丙烷作为气源，根据钢板表面颜色选择相对应的火焰矫正加热温度,采用测温仪持续测量加热温度，控制升温速度在40℃/S，确保温度最高不得超过550℃，采用线状加热的方式矫正变形位置，火焰中心不直接接触焊缝，矫正后进行检查，不合格再次矫正，矫正合格后空冷至常温。
S6、切割处理：将S5所述火焰矫正合格后的定子等分切割成三个部分，修割两个端头余量，装配时确保两端有有3mm的焊接收缩余量，再次机械矫正表面平整度，平整度满足3mm以内，得到三瓣分开的构件主体。
S7、热处理：将S6制得的三瓣构件主体分别放在热处理炉平台进行热处理，50℃/h加热升温到300℃，保温2h，再次以50℃/h加热升温到590℃，保温3小时后降温到80℃出炉，控制降温速度为70℃/h，出炉后空冷至常温。
S8、将S7热处理后的三瓣构件主体分别装配上铆螺母，并进行打磨、冲砂、清洗、喷锌、上漆等表面处理后即得到三瓣定子构件主体(如图1所示)；
S9、三瓣定子构件主体分别发运，运到目的地后现场装配，装配时将三瓣定子构件主体焊接拼装形成整圆的三瓣式定子构件(如图2所示)。
上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种三瓣式定子构件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、下料：切割制得所需外形和尺寸的主筒体、非驱动端板和驱动板的预制钢板；
S2、预加工：将主筒体的预制钢板卷圆得到主筒体粗坯，将非驱动端板钢板预热，焊接制得非驱动端板粗坯，将焊缝打磨平整，以同样的方式将驱动板的预制钢板焊接制得驱动板的粗坯；
S3、铣加工：矫正各粗坯的表面平整度，铣坡口得到主筒体、非驱动端板和驱动板各部件；
S4、装配焊接：按S1-S3同样的方式总制得3件主筒体、3件非驱动端板和3件驱动板；将3件主筒体装配形成整圆，预热焊接坡口，焊后将焊缝打磨平整，得到整圆主筒体，按同样的方式制得整圆非驱动端板和整圆驱动板；将整圆主筒体、整圆非驱动端板和整圆驱动板组合装配，得到整圆的定子构件主体；
S5、火焰矫正：对S4所述定子构件主体的焊接变形位置进行校正，根据钢板表面颜色选择相对应的火焰矫正加热温度,矫正合格后空冷至常温；
S6、切割处理：将S5所述火焰矫正合格后的定子构件主体等分切割成三个部分，再次矫正表面平整度，得到分开的三瓣构件主体；
S7、热处理：将S6制得的每瓣构件主体均放在热处理炉进行热处理，加热升温到290-310℃，保温1-2h，再次加热升温到580℃-600℃，保温2-3小时后降温到200-50℃出炉，控制降温速度，出炉后空冷至常温；
S8、将S7所述热处理后的三瓣构件主体分别装配上铆螺母，并进行表面处理后即得到三瓣定子构件主体； S9、发运并装配形成三瓣式定子构件。
2.根据权利要求1所述的一种三瓣式定子构件的制造方法，其特征在于，S1步骤中：下料方式包括激光、等离子、数控火焰。
3.根据权利要求1所述的一种三瓣式定子构件的制造方法，其特征在于，S2或S4步骤中：预热温度为100-120℃，焊接方式为全熔透。
4.根据权利要求1所述的一种三瓣式定子构件的制造方法，其特征在于，S3或S6步骤中：矫正后平整度满足3mm以内。
5.根据权利要求1所述的一种三瓣式定子构件的制造方法，其特征在于，S5步骤中：火焰矫正是采用氧气与丙烷作为气源，火焰矫正加热升温速度在30-50℃/S，温度最高不超过550℃。
6.根据权利要求1所述的一种三瓣式定子构件的制造方法，其特征在于，S7步骤中：每次升温速度和降温速度均控制小于80℃/h。
7.一种三瓣式定子构件，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的方法制造的三瓣定子构件主体。
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