CN116922106A - 一种风力发电机组复合扁线成型方法及成型设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及扁线成型技术领域，尤其涉及一种风力发电机组复合扁线成型设备，包括切断机构、端部成型机构、缩径装置、压制装置以及牵引机，铜包铝复合坯料依次经过缩径装置、压制装置和牵引机构后进入切断机构，缩径装置用于对铜包铝复合坯料进行拉拔缩径，压制装置用于对铜包铝复合坯料进行平辊轧制，本发明提出的风力发电机组复合扁线成型设备，通过切断机构将铜包铝复合坯料快速切断，得到半成品扁线，并使得半成品扁线端部的截面面积小于半成品扁线中部截面面积，使得后续的浇注操作能够顺利的进行，本发明提出的风力发电机组复合扁线成型方法，复合扁线的端部包覆有铜套，复合扁线端部的强度高，其不容易损坏。
Description
技术领域
本发明涉及扁线成型技术领域，尤其涉及一种风力发电机组复合扁线成型方法及成型设备。
背景技术
随着新能源的普及，风力发电机不再是新名词，已被广大人群接受，风力发电机的生产技术在这几年也日新月异得到快速的发展。风力发电机是将风能转化为电能的装置，主要由叶片，机舱，风力发电机塔和电气部件组成，机舱内部主要安装有齿轮箱和发电机，现代600千瓦风力发电机上，每个叶片的测量长度大约为20米，风力发电机塔的高度会达到40-60m。
由于风力发电机塔的重心较高，为了降低风力发电机塔的重心，提高风力发电机塔的稳定性，可以降低机舱中发电机的质量，研究表明，将发电机绕组中的铜导线替换为铝导线时，能够有效的降低发电机的质量，但是，在保证同等发电效率时，铝导线尺寸会明显大于原本铜导线的尺寸，导致发电机的体积会明显提高，需要设计更大尺寸的机舱，最终导致机舱整体质量下降幅度较小。
将发电机机组中的铜扁线替换为同等体积的铜包铝复合扁线时，根据集肤效应的原理，电流主要通过铜皮层进行流动，因此，铜包铝复合扁线的导电性能相对于铜扁线导电性能损失很小，且运用铜包铝复合扁线时，能够大幅度降低发电机的质量，适合运用于风力发电机。铜包铝复合扁线生产过程中，其端部在切刀的挤压下，铜皮易发生撕裂，且铜包铝复合扁线使用过程中，由于铜包铝复合扁线端部为扁线的主要受力处，铜包铝复合扁线端部的铜皮也容易撕裂或磨破，使得铜包铝复合扁线的导电性能下降，为了提高铜包铝复合扁线端部的强度以及耐磨性能，以保证铜包铝复合扁线具有良好的导电性能，我们提出了一种风力发电机组复合扁线成型方法及成型设备。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种风力发电机组复合扁线成型方法及成型设备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种风力发电机组复合扁线成型设备，包括切断机构、端部成型机构、缩径装置、压制装置以及牵引机，铜包铝复合坯料依次经过缩径装置、压制装置和牵引机构后进入切断机构，所述缩径装置用于对铜包铝复合坯料进行拉拔缩径，所述压制装置用于对铜包铝复合坯料进行平辊轧制；
所述切断机构包括置物板、压板、刀座和压块，所述压块包括第一压块和第二压块，所述置物板的数量为两个，置物板设置在第二压块的两侧，所述第二压块的上端面与置物板的上端面齐平，所述压板位于对应的置物板的上方，所述刀座位于第二压块的正上方，所述刀座的下端固定安装有所述第一压块，所述第一压块的下端的中部设置有用于切断铜包铝复合坯料的第二刀片，所述第一压块的下端面还设置有均匀分布的穿刺针。
优选的，所述刀座的下端通过支撑架安装有两组相互对应的第一切刀，所述第一切刀与第二刀片相垂直，且第二刀片上端至第一切刀下端的最小直线距离大于铜包铝复合坯料的厚度。
优选的，所述端部成型机构包括定模和动模，所述定模的上端设置有用于放置半成品扁线的成型槽，所述动模的上端设置有两个相互对应的浇注口，所述动模的内部设置有与浇注口连通的流体通道，所述流体通道的出口端与成型槽的端部相连通。
优选的，所述端部成型机构还包括底板，所述底板与定模下端面之间固定连接有支撑腿，所述底板与定模之间设置有推板，所述推板的上端固定连接有推杆，所述推杆的上端固定连接有推块，所述推块的上端面与成型槽的下端面相齐平，推动推板使得推块向上运动，将半成品扁线推出成型槽。
优选的，所述缩径装置设置有2-6台，所述压制装置设置有1-3台。
优选的，所述置物板的下端设置有支撑架，所述支撑架上固定安装有第二液压油缸，所述第二液压油缸用于驱动第二压块沿竖向运动。
优选的，一种风力发电机组复合扁线成型方法，采用上述风力发电机组复合扁线成型设备，包括以下步骤：
步骤1：通过缩径装置对铜包铝复合坯料进行缩径处理，将铜包铝复合坯料根据需要进行多次拉拔，使得铜包铝复合坯料截面面积等于复合扁线截面面积的1.2-1.8倍；
步骤2：压制装置用于对铜包铝复合坯料进行平辊轧制，将铜包铝复合坯料轧呈扁平状；
步骤3：根据需求通过切断机构将铜包铝复合坯料切断至定长，通过切断机构将铜包铝复合坯料切断，得到半成品扁线，使得半成品扁线端部的截面面积小于半成品扁线中部截面面积，并使得半成品扁线端部的铜层嵌入铝芯的内部，形成均匀分布的凹槽；
步骤4：将半成品扁线放入端部成型机构内，通过浇注口注入铜液，进行端部成型，冷却后对坯料的端部进行打磨，磨去浇口，使得半成品扁线的端部变平整，得到复合扁线。
优选的，所述步骤4中，将半成品扁线放置在成型槽内部时，使得半成品扁线端部的凹槽朝下放置，将半成品扁线放置在成型槽内部时，使得半成品扁线端部的凹槽朝下放置，浇注过程中，会有少量的铜液会进入凹槽下端，使得铜液固化后，形成的铜套与扁线端部结合强度高，但浇注过程中，凹槽内的空气无法完全排出，铜液无法渗入到凹槽内的所有区域，减少铜液的使用量，降低复合扁线的质量，且浇注过程中，凹槽相当于在半成品扁线中形成一根根细微的铜管，当铜液接触到半成品扁线之后，部分铝材融化成铝液，铜皮之间的铝液被铜管所阻隔，减少铝液的流动，从而减少铜液与铝液发生混合，使得纯度较高的铜覆盖在半成品扁线的端部，若将半成品扁线端部的凹槽朝上，会使得凹槽更早的与铜液相接触，热的铜液容易将细微铜管的管体熔化，铜液与铝液混合，降低复合扁线端部表面的导电性能。
优选的，所述步骤4中，将半成品扁线的端部打磨完毕后，根据需求对半成品扁线进行折弯处理，折弯处理完毕后进行退火处理，退火处理完毕后得到复合扁线，退火处理的温度为280-420℃。
本发明的有益效果是：
1、本发明提出的风力发电机组复合扁线成型方法，其制备的复合扁线相对于传统的铜包铝复合扁线，其端部包覆有铜套，复合扁线端部的强度高，复合扁线在后续使用过程中，其不容易损坏，使得复合扁线的性能不受不良影响。
2、本发明提出的风力发电机组复合扁线成型设备，通过切断机构将铜包铝复合坯料快速切断，得到半成品扁线，并使得半成品扁线端部的截面面积小于半成品扁线中部截面面积，使得后续的浇注操作能够顺利的进行。
3、本发明提出的风力发电机组复合扁线成型方法中，步骤4中，将半成品扁线放置在成型槽内部时，使得半成品扁线端部的凹槽朝下放置，在浇注过程中，会有少量的铜液会进入凹槽下端，使得铜液固化后，形成的铜套与扁线端部结合强度高，但浇注过程中，凹槽内的空气无法完全排出，铜液无法渗入到凹槽内的所有区域，减少铜液的使用量，降低复合扁线的质量，且凹槽相当于在半成品扁线中形成一根根细微的铜管，当铜液接触到半成品扁线之后，部分铝材熔化成铝液，铜皮之间的铝液被气柱所阻隔，减少铝液的流动，从而减少铜液与铝液发生混合，使得纯度较高的铜覆盖在半成品扁线的端部。
附图说明
图1为本发明提出的一种风力发电机组复合扁线成型设备中切断机构的主视结构示意图；
图2为本发明提出的一种风力发电机组复合扁线成型设备的置物板和刀座的仰视结构示意图；
图3为本发明提出的一种风力发电机组复合扁线成型设备的刀座的主视结构示意图；
图4为本发明提出的一种风力发电机组复合扁线成型设备的刀座的侧视结构示意图；
图5为本发明提出的一种风力发电机组复合扁线成型设备的端部成型机构的主视结构示意图；
图6为本发明提出的一种风力发电机组复合扁线成型设备的定模的俯视结构示意图；
图7为本发明提出的一种风力发电机组复合扁线成型设备的动模的俯视结构示意图；
图8为本发明提出的一种风力发电机组复合扁线成型设备的定模和半成品扁线的俯视结构示意图；
图9为本发明提出的一种风力发电机组复合扁线成型设备的动模的剖视结构示意图；
图10为本发明提出的一种风力发电机组复合扁线成型设备的半成品扁线和复合扁线结构示意图；
图11为本发明提出的一种风力发电机组复合扁线成型设备的结构示意图。
图中：1切断机构、2端部成型机构、3缩径装置、4压制装置、5牵引机；
101置物板、102压板、103气缸、104刀座、105第一液压油缸、106支撑架、107第一刀片、108第一压块、109第二刀片、110穿刺针、111第二压块、112第二液压油缸、113支撑架；
201定模、202动模、203支撑腿、204底板、205成型槽、206推块、207冷却水接口、208浇注口、209推板、210推杆、211流体通道；
31铜包铝复合坯料、32半成品扁线、33复合扁线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-11，
一种风力发电机组复合扁线成型设备，包括切断机构1、端部成型机构2、缩径装置3、压制装置4以及牵引机5，铜包铝复合坯料31依次经过缩径装置3、压制装置4和牵引机构5后进入切断机构1，所述缩径装置3用于对铜包铝复合坯料31进行拉拔缩径，所述压制装置4用于对铜包铝复合坯料31进行平辊轧制；
所述切断机构1包括置物板101、压板102、刀座104和压块，所述压块包括第一压块108和第二压块111，所述置物板101的数量为两个，置物板101设置在第二压块111的两侧，所述第二压块111的上端面与置物板101的上端面齐平，所述压板102位于对应的置物板101的上方，切断机构中还包括用于驱动压板102沿竖向运动的气缸103，所述刀座104位于第二压块111的正上方，所述刀座104的下端固定安装有所述第一压块108，所述第一压块108的下端的中部设置有用于切断铜包铝复合坯料的第二刀片109，所述第一压块108的下端面还设置有均匀分布的穿刺针110，压板102的下端面胶接有橡胶垫，通过橡胶垫可以减少压板102对铜包铝复合坯料31的损伤。
所述刀座104的下端通过支撑架106安装有两组相互对应的第一切刀107，所述第一切刀107与第二刀片109相垂直，且第二刀片109上端至第一切刀107下端的最小直线距离大于铜包铝复合坯料的厚度。
所述端部成型机构2包括定模201和动模202，所述定模201的上端设置有用于放置半成品扁线32的成型槽205，所述动模202的上端设置有两个相互对应的浇注口208，所述动模202的内部设置有与浇注口208连通的流体通道211，所述流体通道211的出口端与成型槽205的端部相连通，所述定模201的内部设置有冷却水通道，定模201的端部连通有与冷却水通道连通的冷却水接口207，将冷却水接口207与冷却水管连接，可以对定模201进行冷却。
所述端部成型机构2还包括底板204，所述底板204与定模201下端面之间固定连接有支撑腿203，所述底板204与定模201之间设置有推板209，所述推板209的上端固定连接有推杆210，所述推杆210的上端固定连接有推块206，所述推块206的上端面与成型槽205的下端面相齐平，推动推板209使得推块206向上运动，将半成品扁线32推出成型槽205。
所述缩径装置3设置有2-6台，所述压制装置4设置有1-3台。
所述刀座104的下端通过支撑架106安装有两组相互对应的第一切刀107，所述第一切刀107与第二刀片109相垂直，且第二刀片109上端至第一切刀107下端的最小直线距离大于铜包铝复合坯料的厚度。
所述置物板101的下端设置有支撑架113，所述支撑架113上固定安装有第二液压油缸112，所述第二液压油缸112用于驱动第二压块111沿竖向运动。
一种风力发电机组复合扁线成型方法，采用上述风力发电机组复合扁线成型设备，包括以下步骤：
步骤1：通过缩径装置3对铜包铝复合坯料31进行缩径处理，将铜包铝复合坯料31根据需要进行多次拉拔，使得铜包铝复合坯料31截面面积等于复合扁线33截面面积的1.2-1.8倍；
步骤2：压制装置4用于对铜包铝复合坯料31进行平辊轧制，将铜包铝复合坯料31轧呈扁平状；
步骤3：根据需求通过切断机构1将铜包铝复合坯料31切断至定长，通过切断机构1将铜包铝复合坯料31切断，得到半成品扁线32，使得半成品扁线32端部的截面面积小于半成品扁线32中部截面面积，并使得半成品扁线32端部的铜层嵌入铝芯的内部，形成均匀分布的凹槽；
步骤4：将半成品扁线32放入端部成型机构2内，通过浇注口208注入铜液，进行端部成型，冷却后对坯料的端部进行打磨，磨去浇口，使得半成品扁线32的端部变平整，得到复合扁线。
所述步骤4中，将半成品扁线32放置在成型槽205内部时，使得半成品扁线32端部的凹槽朝下放置，浇注过程中，会有少量的铜液会进入凹槽下端，使得铜液固化后，形成的铜套与扁线端部结合强度高，但浇注过程中，凹槽内的空气无法完全排出，铜液无法渗入到凹槽内的所有区域，减少铜液的使用量，降低复合扁线的质量，且浇注过程中，凹槽相当于在半成品扁线32中形成一根根细微的铜管，当铜液接触到半成品扁线32之后，部分铝材融化成铝液，铜皮之间的铝液被铜管所阻隔，减少铝液的流动，从而减少铜液与铝液发生混合，使得纯度较高的铜覆盖在半成品扁线32的端部，若将半成品扁线32端部的凹槽朝上，会使得凹槽更早的与铜液相接触，热的铜液容易将细微铜管的管体熔化，铜液与铝液混合，降低复合扁线33端部表面的导电性能
所述步骤4中，将半成品扁线32的端部打磨完毕后，根据需求对半成品扁线32进行折弯处理，折弯处理完毕后进行退火处理，退火处理完毕后得到复合扁线33，退火处理的温度为280-420℃
本发明提出的风力发电机组复合扁线成型方法，其制备的复合扁线相对于传统的铜包铝复合扁线，其端部包覆有铜套，复合扁线端部的强度高，复合扁线在后续使用过程中，其铜皮层不容易损坏，使得复合扁线的性能不受不良影响。
本发明提出的风力发电机组复合扁线成型方法，通过切断机构1将铜包铝复合坯料31快速切断，得到半成品扁线32，并使得半成品扁线32端部的截面面积小于半成品扁线32中部截面面积，使得后续的浇注操作能够顺利的进行，具体进行切断操作时，先通过气缸103带动压板102运动，将铜包铝复合坯料31夹住，然后通过第一液压油缸105带动刀座104运动，第一切刀107会先与铜包铝复合坯料31的侧边接触，将铜包铝复合坯料31切断处的侧边部分区域切除，随着刀座104继续运动，通过第二刀片109将铜包铝复合坯料31切断，且第二刀片109与铜包铝复合坯料31接触的同时，启动第二液压油缸112，推动第二压块111向上运动，即通过第一压块108和第二压块111对铜包铝复合坯料31进行挤压，得到半成品扁线32，且半成品扁线32端部的截面面积小于半成品扁线32中部截面面积，且切断过程中，穿刺针110能够对铜包铝复合坯料31进行穿刺，使得得到的半成品扁线32端部分布有均匀分布的凹槽。
端部成型机构2使用过程中，先将半成品扁线32置入成型槽205中，盖好动模202，通过浇注口208进行浇注，铜液通过流体通道211进入成型槽205，并在半成品扁线32端部的空隙处固化，成型完毕后，通过推板209配合推杆210以及推块206将产品推出。
本发明提出的风力发电机组复合扁线成型方法中，步骤4中，将半成品扁线32放置在成型槽205内部时，使得半成品扁线32端部的凹槽朝下放置，在浇注过程中，会有少量的铜液会进入凹槽下端，使得铜液固化后，形成的铜套与扁线端部结合强度高，但浇注过程中，凹槽内的空气无法完全排出，铜液无法渗入到凹槽内的所有区域，减少铜液的使用量，降低复合扁线的质量，且浇注过程中，凹槽相当于在半成品扁线32中形成一根根细微的铜管，当铜液接触到半成品扁线32之后，部分铝材融化成铝液，铜皮之间的铝液被铜管所阻隔，减少铝液的流动，从而减少铜液与铝液发生混合，使得纯度较高的铜覆盖在半成品扁线32的端部。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种风力发电机组复合扁线成型设备，其特征在于，包括切断机构（1）、端部成型机构（2）、缩径装置（3）、压制装置（4）以及牵引机（5），铜包铝复合坯料（31）依次经过缩径装置（3）、压制装置（4）和牵引机构（5）后进入切断机构（1），所述缩径装置（3）用于对铜包铝复合坯料（31）进行拉拔缩径，所述压制装置（4）用于对铜包铝复合坯料（31）进行平辊轧制；
所述切断机构（1）包括置物板（101）、压板（102）、刀座（104）和压块，所述压块包括第一压块（108）和第二压块（111），所述置物板（101）的数量为两个，置物板（101）设置在第二压块（111）的两侧，所述第二压块（111）的上端面与置物板（101）的上端面齐平，所述压板（102）位于对应的置物板（101）的上方，所述刀座（104）位于第二压块（111）的正上方，所述刀座（104）的下端固定安装有所述第一压块（108），所述第一压块（108）的下端的中部设置有用于切断铜包铝复合坯料的第二刀片（109），所述第一压块（108）的下端面还设置有均匀分布的穿刺针（110）。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组复合扁线成型设备，其特征在于，所述刀座（104）的下端通过支撑架（106）安装有两组相互对应的第一切刀（107），所述第一切刀（107）与第二刀片（109）相垂直，且第二刀片（109）上端至第一切刀（107）下端的最小直线距离大于铜包铝复合坯料的厚度。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组复合扁线成型设备，其特征在于，所述端部成型机构（2）包括定模（201）和动模（202），所述定模（201）的上端设置有用于放置半成品扁线（32）的成型槽（205），所述动模（202）的上端设置有两个相互对应的浇注口（208），所述动模（202）的内部设置有与浇注口（208）连通的流体通道（211），所述流体通道（211）的出口端与成型槽（205）的端部相连通。
4.根据权利要求3所述的一种风力发电机组复合扁线成型设备，其特征在于，所述端部成型机构（2）还包括底板（204），所述底板（204）与定模（201）下端面之间固定连接有支撑腿（203），所述底板（204）与定模（201）之间设置有推板（209），所述推板（209）的上端固定连接有推杆（210），所述推杆（210）的上端固定连接有推块（206），所述推块（206）的上端面与成型槽（205）的下端面相齐平，推动推板（209）使得推块（206）向上运动，将半成品扁线（32）推出成型槽（205）。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组复合扁线成型设备，其特征在于，所述缩径装置（3）设置有2-6台，所述压制装置（4）设置有1-3台。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电机组复合扁线成型设备，其特征在于，所述置物板（101）的下端设置有支撑架（113），所述支撑架（113）上固定安装有第二液压油缸（112），所述第二液压油缸（112）用于驱动第二压块（111）沿竖向运动。
7.一种风力发电机组复合扁线成型方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一所述的风力发电机组复合扁线成型设备，包括以下步骤：
步骤1：通过缩径装置（3）对铜包铝复合坯料（31）进行缩径处理，将铜包铝复合坯料（31）根据需要进行多次拉拔，使得铜包铝复合坯料（31）截面面积等于复合扁线（33）截面面积的1.2-1.8倍；
步骤2：压制装置（4）用于对铜包铝复合坯料（31）进行平辊轧制，将铜包铝复合坯料（31）轧呈扁平状；
步骤3：根据需求通过切断机构（1）将铜包铝复合坯料（31）切断至定长，通过切断机构（1）将铜包铝复合坯料（31）切断，得到半成品扁线（32），使得半成品扁线（32）端部的截面面积小于半成品扁线（32）中部截面面积，并使得半成品扁线（32）端部的铜层嵌入铝芯的内部，形成均匀分布的凹槽；
步骤4：将半成品扁线（32）放入端部成型机构（2）内，通过浇注口（208）注入铜液，进行端部成型，冷却后对坯料的端部进行打磨，磨去浇口，使得半成品扁线（32）的端部变平整，得到复合扁线。
8.根据权利要求7所述的一种风力发电机组复合扁线成型方法，其特征在于，所述步骤4中，将半成品扁线（32）放置在成型槽（205）内部时，使得半成品扁线（32）端部的凹槽朝下放置。
9.根据权利要求7所述的一种风力发电机组复合扁线成型方法，其特征在于，所述步骤4中，将半成品扁线（32）的端部打磨完毕后，根据需求对半成品扁线（32）进行折弯处理，折弯处理完毕后进行退火处理，退火处理完毕后得到复合扁线（33），退火处理的温度为280-420℃。
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