CN1921270A - 用于操纵定子线棒的方法和吊架 - Google Patents

Abstract

一种用于定子线棒(100)的吊架(110)，包括：具有延伸了定子线棒至少2/3的长度的平台(98)；沿着所述平台的长度而设置的多个夹具(112)，以及至少一个位于所述定子线棒各端匝处的端匝夹子(114)；以及位于或靠近所述平台中心的联接器(118)，其中，所述端匝夹子设置在所述平台的可调节的臂上，所述联接器与提升机装置相接合。

Description

用于操纵定子线棒的方法和吊架

技术领域

本申请要求享有于2004年11月19日提交给美国专利和商标局的题名为“发电机定子线棒的操作、钎焊和处理”的美国临时申请No.60/628,931的权益，该临时申请通过引用而完整地结合在本文中。

本发明涉及用于电力和工业发电机的大型定子线棒，在将其安装到定子中之前对这些线棒进行操纵，以及在装配过程中将集管夹头装配在线棒上。

背景技术

定子线棒通常是大型、较长且笨重的，例如，35英尺长和几百磅(lb)重。定子线棒通常是笔直的，并在定子的长度上延伸。当安放在定子中时，定子线棒的平直分段形成了环绕转子的圆柱形阵列。定子线棒的末端从定子的对端沿轴向地延伸出来。定子线棒的末端部分从定子中延伸出来，并弯曲而形成端匝。定子线棒的末端通过铜或不锈钢配件和水冷式连接器而连接起来，从而形成连续的液压绕组回路。

为了保持线棒垂直，需要一种吊架，当定子线棒定位成与钎焊工位对准、并且在定子线棒从水平位置转到垂直位置时，这种吊架能够保持住定子线棒。

发明内容

一种操纵定子线棒的方法，包括：将定子线棒安装在吊架上；将输送装置连接在吊架上，使得输送装置避免与定子线棒发生接触；利用输送装置来输送吊架和定子线棒，并利用输送装置使线棒的一端与钎焊工位对准。

已经研究出一种用于定子线棒的吊架，其包括：具有延伸了定子线棒至少2/3的长度的平台；沿着平台的长度而设置的多个夹具，以及至少一个位于定子线棒各端匝上的端匝夹子，以及位于平台中心的联接器，其中，端匝夹子设置在平台的可调节臂上，所述联接器与提升机装置相接合。

作为备选，吊架可包括：具有延伸了定子线棒至少2/3的长度的平台，其中，该平台包括横梁和肋板；沿着平台的长度而设置的多个夹具，以及至少一个位于定子线棒各端匝上的端匝夹子，以及位于或靠近平台中心的联接器，其中，所述端匝夹子设置在平台的可延伸或可缩回的臂上，所述联接器与提升机装置相接合。

提出了一种用于操纵定子线棒的方法，包括：将所述定子线棒安装在吊架上，其中，所述吊架包括当所述线棒处于所述吊架中时，与所述定子线棒相邻的多个夹具，所述夹具包括位于所述吊架相对两端上的末端夹具；调整所述末端夹具的纵向位置，以适应所述定子线棒的长度；利用各个夹具来夹紧所述线棒的相对侧面；将吊架连同所述定子线棒从平台上提升起来，其中所述吊架和所述定子线棒在所述平台上处于基本水平的方位；将所述吊架和所述定子线棒从所述水平方位转到离水平至少45度的方位上；使所述线棒的上端与钎焊工位对准；将所述线棒转到所述线棒末端的相反位置，以及使所述吊架和所述定子线棒返回到水平方位。

附图说明

图1是液冷式定子绕组装置的示意图，显示了联接在入口和出口冷却剂集管上的定子、定子线棒和液压集管夹头。

图2是电枢绕组线棒端部的透视图，显示了空心和实心绞线的分层阵列以及钎焊材料的插入片材。

图3是插入到液压集管夹头中的电枢绕组线棒端部的分解透视图，其中钎焊材料和夹头盖显示在夹头的一侧。

图4、图5和图6分别是用于将末端夹头连接在绕组线棒上的钎焊工位的侧视图、端视图和顶视图。图6中的线4-4指示图4中所示的视图。图6中的线5-5指示图5中的所示视图。

图7是钎焊工位的顶视图，其显示了将定子线棒装载在工作站凹坑的定子线棒输送装置上的状况。

图8是钎焊工位的侧视图，其显示了延伸出以接受来自装载台的定子线棒的定子线棒输送装置。

图9是钎焊工位的顶视图，其显示了在凹坑之上移动定子线棒的输送装置。

图10是钎焊工位的端视图，其显示了转到垂直位置并移动到钎焊位置的定子线棒。

图11是用于将定子线棒保持在钎焊工位中的吊架的端部透视图。

图12是如图11所示的吊架的侧面透视图。

图13是用于将定子线棒保持在吊架上的可调节式夹具。

具体实施方式

图1显示了用于典型液冷式发电机中的定子的液冷式电枢绕组装置。定子芯10具有定子芯法兰12和芯肋14。定子线棒16(也称为电枢绕组线棒)穿过定子芯中的径向延伸槽，并在相对的末端处由安装在线棒末端上的液压集管夹头18封闭起来。铜或不锈钢的配件20将成对定子线棒的相邻末端连接起来，从而形成了完整的电枢线圈元件。入口软管22将入口夹头18连接到入口冷却剂集管24上。出口软管26将出口夹头18连接到出口冷却剂集管28上。每个定子线棒就形成了一半电枢线圈。在相对端相连起来的一对定子线棒就形成了完整的电枢线圈。铜或不锈钢的配件20将成对的定子线棒的相邻末端连接起来，从而形成了完整的电枢线圈元件。

图2是未带有液压集管夹头的定子线棒16的端部透视图。该线棒是实心铜绞线34和空心铜绞线36的矩形阵列。图3是插入在夹头18中的电枢绕组线棒16和钎焊条30及钎焊片材50的透视图。夹头盖32显示在夹头18的一侧。在图2中，钎焊条30插入在线棒16的实心铜绞线34的分层排列和空心绞线36的排列之间。在进行钎焊之前，在定子线棒的末端将钎焊条插入在绞线34，46之间。另外，钎焊片材50和夹头32装配在夹头18中。

液压集管夹头18(也称为定子线棒的夹头)由导电材料如铜形成。夹头18是空心的，并包括可在电枢绕组线棒16末端的外侧面上滑动的矩形套环38。套环中的矩形槽39可接受电枢绕组线棒的末端和所插入的钎焊合金条30。夹头盖32装配在套环38一侧的相配矩形槽39中。在夹头18的另一端设有圆柱形联接端40，其构造成可连接到冷却剂回路上。

预钎焊定位的钎焊合金条延伸至超出短实心绞线的末端之外。在钎焊前选择预定位的合金的高度，使得钎焊合金将在钎焊过程中完全熔化，并且不会流入到伸长空心绞线的开口端中。

在钎焊过程中，定子线棒保持在垂直位置，而线棒的末端是水平的。熔化的钎焊合金在定子线棒的实心绞线端上形成熔池。在钎焊后，钎焊合金在电枢线棒的末端(但不是空心绞线的末端)上形成钎焊合金隔离涂层。该隔离涂层将实心绞线末端和接头相对于夹头中的冷却剂通道屏蔽开来。钎焊合金还将夹头结合在绞线上，并使绞线末端彼此结合起来。

图4、图5和图6分别是用于对定子线棒进行垂直钎焊的钎焊工位90的侧视图、端视图和顶视图。钎焊工位90包括凹坑91、凹坑上方的桥92以及从凹坑91底部延伸到桥上的定子线棒提升机94。地下凹坑91提供了极大的容积，例如，定子线棒可在地下凹坑内进行重定位而使线棒在垂直平面中旋转，而线棒的中心处于桥92的地平面高度。地下凹坑可具有十二(12)英尺的深度、四十(40)英尺的长度和三十二(32)英尺的宽度(其大约为定子线棒的长度)。这里所公开的尺寸是示例性的，并且钎焊工位可针对定子线棒的特殊应用而设计成不同的尺寸。地下凹坑的尺寸足以允许定子线棒绕其中心旋转，其中线棒中心处于桥的高度，并且通常与桥长度的中点对准。

在地下凹坑91内是深凹坑96，其通常与钎焊工作站94及桥95的中点垂直地对准。深凹坑96可以是圆柱形的。该深凹坑允许定子线棒垂直下降，直到线棒的上端处于与钎焊工位齐平。例如，深凹坑96可具有底部，其位于桥下与定子线棒长度相等的距离处，例如31.5英尺的距离处，并且低于地平面的深度为23.5英尺。通过将深凹坑96的水平横截面限制在足以提升和降低垂直定子线棒的区域，并将地下凹坑91限制在足以允许定子线棒围绕提升机94来回移动的距离上限而旋转的深度，就最大程度地减少了地下凹坑91和深凹坑96的挖掘费用。

垂直的钎焊工位90可能位于带顶篷的工厂库房内，其具有足以用于操纵定子线棒的间隙，例如25英尺，以便允许提供起重机的上升限度。钎焊工位中的桥92可升高，以减少凹坑91，96的所需挖掘深度。桥92具有工作站95，以允许技术人员对垂直保持在凹坑中的定子线棒的末端进行钎焊。与桥相关联的是将液压夹头钎焊到定子线棒末端上的钎焊护罩和其它设备(未示出)。定子线棒水平地储存在位于凹坑91一侧或两侧的存储平台98上。该平台是基本上水平的，但可以离水平方位而略微倾斜例如10度。线棒可在平台处安装在吊架110上(图13)。

当定子线棒处于凹坑中时，位于凹坑和相邻桥中的提升机94保持住定子线棒。作为提升机的替代，还可使用起重机或其它定子线棒操纵机构将定子线棒从平台98移动到凹坑中，并旋转线棒，使其与工作站对准。定子线棒由锁定在提升机94上的吊架110来支撑。一个吊架可保持一对定子线棒。提升机94使定子线棒相对于工作站95和存储平台98移动。提升机在存储平台98与工作站之间移动定子线棒和吊架，并在水平位置和垂直位置之间旋转定子线棒。该提升机可包括一对位于框架中的垂直导轨99，该框架安装在深凹坑96上方，并安放在较浅凹坑91的底面上。电动机101驱动提升机94沿导轨99上下移动，从而提升和降低吊架110和定子线棒。另外，电动机101可使吊架在垂直平面中旋转。

图7是显示了将定子线棒100和吊架110从装载平台98装载到提升机94上的示意顶视图。穿过桥的虚线显示了桥下方的提升机94。工人102站在上下移动的工作站95上。如图7所示，工人102可处于与桥上的其它工人103相同的高度。作为对比，图10显示了工作站95可垂直地移动，以便将工人和钎焊护罩106相对于定子线棒的末端定位在更佳位置。

如图8所示，提升机94使其机械臂104、例如伸缩臂向外延伸出，从而抓紧来自装载平台98的吊架110和一个或多个定子线棒。该臂在远端上具有联接和锁定机构105，其可以是一对指状物，用于将保持定子线棒的吊架上的联接器夹住。该锁定机构还包括可使定子线棒及其吊架在垂直平面中围绕提升机臂104的远端旋转的旋转连接件。

当从存储平台98移动至凹坑91时，定子线棒100处于水平位置。提升机94提升吊架和其定子线棒，并使吊架和线棒旋转到垂直方位。提升定子线棒就允许吊架和定子线棒提升而离开平台。垂直的定子线棒降低而使其上端到达工作站95。工作站95可提升或降低，并移动到左边或右边(平行于桥)，以便相对于定子线棒末端进行正确定位。另外，提升机臂104可使线棒100(在垂直于桥的方向上)缩回或延伸，从而有助于将线棒相对于工作站进行定位。钎焊工位可提供六个运动自由度，以便将定子线棒的末端定位在钎焊护罩中。这六个运动自由度为：线棒和工作站的上下运动，线棒的前后运动，工作站的左右运动。

该工作站包括钎焊外壳106，其用于加热定子线棒的末端并将其钎焊到夹头上。在工作站95上，定子线棒的上端安装在钎焊护罩106中，其中夹头钎焊在定子线棒上。工作站95可升高或降低(比较图8和10)，以便将工作站定位在相对于定子线棒末端的最佳位置。一旦已经将夹头钎焊到定子线棒上，提升机臂104就使定子线棒延伸，并将其旋转180度(参见图4中的圆弧)，从而将定子线棒的对端带到工作站95上，如图9和图10所示。当已经将定子线棒的两端和液压夹头钎焊起来时，提升机94就将定子线棒旋转到水平位置，并且臂104延伸，以便使定子线棒和吊架移动返回装载平台98。

图11是上面安装了两个定子线棒100的定子线棒吊架110的端部透视图。吊架110是具有纵梁和横梁的矩形框架，其为定子线棒提供了刚性支撑。定子线棒可在与钎焊工位90相邻的平台98处装载在吊架上。

当液压集管末端夹头连接在线棒上时，定子线棒的保持吊架110就固定了定子线棒。该吊架是一种保护装置，用以避免直接操纵线棒和避免对线棒造成损伤。另外，该吊架用作与提升机94的接口，以保证提升机形成接合而用于多位置操纵。定子线棒的保持吊架110提供了对定子线棒的多位置操纵。对于垂直位置操作的线棒而言，吊架具有至少三个和优选六个自由度的约束。

这种用于吊架110的约束系统包括角度可调节的两侧夹紧的夹子112，其沿着吊架长度设置成阵列形式。例如，沿着吊架长度可有六个均匀间隔开的定子线棒夹子112，用以夹紧定子线棒的平直分段。这些夹子沿着定子线棒的滑板纵向地设置，并且可枢轴旋转地连接在滑板上。这种枢轴旋转运动允许夹子为定子线棒的略微弯曲和其它变化而进行调整。夹子112夹紧定子线棒100的平直分段。在线棒的每个端匝部分都具有两个可调节的臂，其具有夹紧端匝的端匝夹子114。末端可调节的夹子114具有液压扩展的臂116，其可进行调节，以适应不同的线棒臂长度。吊架110具有90度(垂直)的双销联接系统118，用以牢固地与提升机94上的吊架联接器例如、一对指状物相接合。

这种双销操纵接合和锁定机构118可位于吊架的中心。双销机构可以是一对矩形管状的托架，这对管可接受来自提升机的指状物。指状物与矩形管相接合，并锁定在所述这对管上，从而将吊架牢固地连接在提升机94上。可以设有两对成90°的管，以便可从两个正交方向来接受来自提升机的指状物。

该吊架还包括沿着滑板长度并且与每个定子线棒夹子阵列相关联的轴117。该轴117是允许臂116轴向调整的平台。该臂沿着轴缩回和延伸，从而与定子线棒的端匝对准，其对于每种不同的线棒臂形状而具有不同的长度。这些臂可被液压驱动，以适应不同长度的定子线棒。

图12是定子线棒吊架的侧面透视图。该图中更清晰地显示了操纵装置和结合锁定机构。另外，夹子显示为可旋转地连接在滑板上。夹子的旋转运动允许其调整而适应定子线棒，同时仍然为定子线棒提供了牢固的支撑。

图13是其中一个可调节的定子线棒夹子112的侧面透视图。该夹子具有升高的枢轴点120，其通过高度可调节的螺纹轴122而固定在定子线棒滑板上。该枢轴点连接在底部平托板124上，其具有相对较软的用于接受定子线棒的垫板126。在托板的一端是竖直的支柱128，其上端具有连接在顶部平托板132上的枢轴连接件130。顶部托板向上枢轴旋转以接收定子线棒，之后闭合以夹紧线棒。顶部托板132具有带槽口134的对端，该槽口可接受可枢轴旋转地安装在底部托板124末端上的接合轴136。该接合轴136是带螺纹的，并具有翼形螺钉138，当释放时，其允许该螺纹轴脱离顶部托板的槽口。拧紧翼形螺钉，以便将轴136固定在上托板132的槽口134中。

顶部托板还包括夹紧垫板140，其可以经过涂胶处理，并且其向下朝着底部托板上的垫板而延伸。定子线棒保持在涂胶处理后的夹紧垫板140和底部托板124上的垫板126之间。螺纹轴和螺钉装置142调节上托板132和夹紧垫板之间的距离，并可用于将垫板紧固在定子线棒上。

在操作过程中，通过释放翼形螺钉138并使螺纹轴136枢轴转动出而脱离上托板132的槽口134，就可将可调节的线棒夹子夹具112打开上托架130枢轴旋转，以便打开夹具并接收定子线棒。一旦将定子线棒定位在底部垫板126上，就关闭上托板132，并紧固翼形螺钉138，以便将上托板固定在下托板124上。如果需要，通过拧紧螺纹轴142将夹子连接在上托板上，就可使涂胶处理后的夹紧垫板140向下移动。

吊架提供了几种用于支撑定子线棒的优势。这些优势包括(但不限于)：支持线棒进行六个自由度的横向运动(上下、左右和前后)和旋转；角度可调节的夹子夹具112，其具有沿着线棒平直分段的两侧夹紧的夹子；可调节的臂，其具有位于每个吊架末端以便保持住定子线棒端匝部分的夹子；这种可调节的臂具有液压可扩展部分，以适应不同长度的定子线棒；保持住两个(或多个)定子线棒的能力；90度(垂直)的双销联接系统，用以牢固地与线棒操纵系统、例如提升机相接合(抓紧和锁定)。

虽然已经结合目前被认为是最实用且最优选的实施例来介绍了本发明，然而应当理解，本发明并不局限于所公开的实施例，相反，本发明旨在覆盖包含在所附权利要求精神和范围内的各种改型和等效设置。

Claims (10)

1.一种用于操纵定子线棒(100)的方法，包括：

将定子线棒安装在吊架(110)上；

将输送装置(94)连接(105)在所述吊架上，使得所述输送装置避免与所述定子线棒发生接触；

利用所述输送装置来输送所述吊架和所述定子线棒，并

利用所述输送装置使所述线棒的末端与钎焊工位(90)对准。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输送包括，使所述吊架和所述定子线棒从水平方位旋转(130)到离水平方位至少45度的方位。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述输送和对准还包括，使所述定子线棒的上端在基本垂直的方位上与所述钎焊工位(90)对准，并使所述线棒基本上旋转180度，以便使所述线棒的另一端与所述钎焊工位对准。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述吊架位于平台(98)上时，将所述定子(100)安装在所述吊架(110)上，输送所述吊架包括从所述平台上提升所述吊架，并且所述方法还包括，在所述线棒的至少一端进行钎焊之后，将所述吊架和所述定子线棒输送到所述平台上。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吊架上的夹具(112)在沿着所述定子线棒长度的多个位置处夹紧所述定子线棒的相对侧面。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述夹具还包括末端夹具(114)，其夹紧所述定子线棒的末端部分，并且所述末端夹具可进行纵向调整以适应所述定子线棒的长度。

7.一种用于操纵定子线棒(100)的方法，包括：

将定子线棒安装在吊架(110)上，其中，所述吊架包括在所述线棒处于所述吊架中时与所述定子线棒相邻的多个夹具(112)，其中，所述夹具(114)包括位于所述吊架相对端处的末端夹具；

调整(114)所述末端夹具的纵向位置，以适应所述定子线棒的长度；

利用各个所述夹具来夹紧所述线棒的相对侧面；

从平台(98)上提升(94)起带定子线棒的所述吊架，其中，所述吊架和所述定子线棒在所述平台上处于基本水平的方位中；

将所述吊架和所述定子线棒从所述水平方位旋转(130)到离水平方位至少45度的方位上；

使所述线棒的上端与钎焊工位(90)对准；

将所述线棒旋转到所述线棒末端的相反位置，和

使所述吊架和所述定子线棒返回到水平方位。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，调整所述末端夹具的纵向位置包括，使支撑所述末端夹具(114)的臂延伸出或缩回。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，在所述夹具夹紧所述线棒时，使所述夹具(112)相对于所述吊架枢轴旋转。

10.一种用于定子线棒(100)的吊架(110)，包括：

平台(98)，其具有延伸了定子线棒至少2/3的长度；

沿着所述平台的长度而设置的多个夹具(112)，以及至少一个位于所述定子线棒各端匝处的端匝夹子(114)，其中，所述端匝夹子设置在所述平台的可调节的臂上，和

位于或靠近所述平台中心的联接器(118)，其中，所述联接器与提升机装置相接合。

Images