CN208862659U - 一种锥台形非金属弹垫形式渐开线部位涨紧结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种锥台形非金属弹垫形式渐开线部位涨紧结构，由下层夹板(1)、下层适形垫(2)、上层适形垫(3)、上层夹板(4)、锥台形非金属弹垫(5)、盖板(6)、绑带(7)构成，本实用新型能够应用于不符合标准的发电机定子端部的改造处理，利用锥台形非金属弹垫积蓄的弹性作用力，使绑扎结构形成绷紧状态，使发电机定子端部渐开线部位自身整体刚度得到明显加强，使端部椭圆振动频率得到明显改变，达到避开敏感频段、保证发电机运行安全的目的。

Description

一种锥台形非金属弹垫形式渐开线部位涨紧结构

技术领域：

本实用新型涉及一种锥台形非金属弹垫形式渐开线部位涨紧结构。

背景技术：

全速汽轮发电机结构紧凑，机械振动及通风冷却问题突出，定子端部模态及引线的固有频率对发电机的安全运行有很大影响；发电机定子在运行过程中将受到二倍频电磁力作用，如果定子端部椭圆型模态固有频率等于或者接近100Hz，且振动响应比较大时，定子端部就有可能发生共振，导致整个绕组端部磨损松散，线棒机械疲劳，造成严重事故隐患、危害机组的安全运行。因此，发电机设计应尽量使定子端部整体椭圆型固有频率避开100Hz适当范围，但目前的振动分析手段仍无法精确计算定子端部振动特性；且定子端部装配结构复杂，端部适形及绑扎材料还受到施工环境温度等不确定因素影响，导致完工后定子端部固有频率存在较大的离散性，所以新设计以及重复生产的产品经常出现定子端部振型达不到国家标准及电力公司相关标准的要求、无法满足合同要求的现象；一旦出现这种问题，通常难以处理。受结构及运用环境限制，发电机定子端部绑扎结构不能采用金属结构，也不能影响通风冷却，对绑扎结构设计的限制条件十分苛刻，一旦施工完毕，临时改变绑扎结构的应用空间受到诸多限制且难以实施，传统的补救措施对定子端部振型的改变影响甚微，一般只能改变 1-2Hz的固有频率，造成端部椭圆振动频率不能避开95-110Hz范围内的情况时有发生；其原因在于后序的绑扎只能附着在上层定子线棒与下层定子线棒表面，不能形成绷紧力，不能使整体刚度得到明显加强，从而不能使端部椭圆振动频率得到明显改变。

为解决该问题，国内外发电机制造厂都先后推出改进的结构措施，如起源于欧洲“径向刚性的可再涨紧的支撑结构”，由支撑环、斜楔和绝缘螺杆与螺母、支撑环等组成，可以通过调整绝缘螺杆与螺母实现紧固力的变化，达到改变定子端部椭圆振动频率的目的，但该结构复杂、造价高、对安装调整要求严格，也存在调整零件多、绝缘螺杆与螺母锁紧困难、容易诱发松动磨损的隐患，应用受到限制；而且这种方案只能应用于新设计，必须彻底改变设计结构，无法应用于已有设计结构的补救。

采取在绝缘盒外径处设置整体玻璃丝束加强环，可以使发电机定子端部绝缘盒处整圈结构整体性加强，使发电机端部整体固有频率提升，经实践验证，按此方法施工后，定子绕组端部整体固有频率有提升约8Hz的案例，效果明显好于以往方法，成功的补救了部分不合格产品；但对于频率偏差过大的产品，该方法仍无法满足频率改变需求，施工后定子绕组端部整体固有频率仍然落在不合格范围之内。

如果在定子端部渐开线部位实施绑扎，使上层定子线棒与下层定子线棒能够紧密的固定在一起，达到大幅度加强已完工的定子端部的整体刚度的效果，从而达到大幅度改变定子绕组端部整体固有频率的目的；但问题在于后序的补救措施所实施的绑扎不能够形成足够的绷紧力，难以达到使上层定子线棒与下层定子线棒紧密的固定在一起的效果，不能使整体刚度得到明显加强，也不能使端部椭圆振动频率得到明显改变。

发明内容：

本实用新型公开一种锥台形非金属弹垫形式渐开线部位涨紧结构，利用锥台形非金属弹垫积蓄的弹性作用力，使后序的补救措施所实施的绑扎结构形成绷紧力，使上层定子线棒与下层定子线棒被紧密的固定在一起，使渐开线部位自身整体刚度得到明显加强，使端部椭圆振动频率得到明显改变，能够有效提升定子绕组端部整体刚度，提升发电机定子绕组端部整体固有频率，使发电机定子绕组端部整体振动模态满足相关标准以及合同要求，保证发电机运行安全。本实用新型的技术方案为：一种锥台形非金属弹垫形式渐开线部位涨紧结构，由下层夹板、下层适形垫、上层适形垫、上层夹板、锥台形非金属弹垫、盖板、绑带构成，该结构安装在汽轮发电机定子绕组端部渐开线部位，下层夹板与下层定子线棒之间衬垫下层适形垫，上层夹板与上层定子线棒之间衬垫上层适形垫，上层夹板的上表面有腔室，用以容纳锥台形非金属弹垫，盖板的下表面有凸台与锥台形非金属弹垫接触，绑带穿过下层定子线棒与上层定子线棒形成的贯通孔构成封闭环，对下层夹板、下层适形垫、下层定子线棒、层间适形垫、上层定子线棒、上层适形垫、上层夹板、锥台形非金属弹垫、盖板组成的结构形成绑扎约束，锥台形非金属弹垫处于被压缩状态。

技术效果：由于绑带穿过下层定子线棒与上层定子线棒形成的贯通孔形成封闭环，能够对依次叠压的下层夹板、下层适形垫、下层定子线棒、层间适形垫、上层定子线棒、上层适形垫、上层夹板、锥台形非金属弹垫、盖板形成约束固定，绑带利用下层定子线棒与上层定子线棒形成的贯通孔形成绑扎封闭环，使得施工可以在定子绕组装配完毕后进行后续作业，绑带采用浸渍环氧树脂的玻璃丝束缠绕，便于穿过贯通孔，由于锥台形非金属弹垫处于被压缩状态，在其回弹力和绑带的约束固定作用下，使依次叠压的下层夹板、下层适形垫、下层定子线棒、层间适形垫、上层定子线棒、上层适形垫、上层夹板、锥台形非金属弹垫、盖板形成相互作用力，产生下层定子线棒与上层定子线棒被牢固的绑扎在一起的效果，使得下层定子线棒与上层定子线棒为主体的锥台形端部结构的整体性得以提高，整体刚度增大，整体振动频率上升；下层适形垫衬垫在下层定子线棒与下层夹板之间，避免产生局部接触造成应力集中；上层适形垫衬垫在上层定子线棒与上层夹板之间，避免产生局部接触造成应力集中；上层夹板的上表面有腔室用以容纳锥台形非金属弹垫，避免锥台形非金属弹垫逸出，盖板的下表面有凸台与锥台形非金属弹垫接触，对锥台形非金属弹垫产生压紧力，采用盖板与上层夹板组合结构能够便于施工操作，达到使锥台形非金属弹垫被压缩而积蓄弹力的效果。

附图说明：

图1为本实用新型应用示意图，视图剖面为定子端部渐开线部位。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图1的B向视图。

图4为定子端部轴向视图。

图5为采用本实用新型施工方案施工后的定子端部轴向视图。

具体实施方式：

如图1、图2、图3所示，一种锥台形非金属弹垫形式渐开线部位涨紧结构，该结构由下层夹板1、下层适形垫2、上层适形垫3、上层夹板4、锥台形非金属弹垫5、盖板6、绑带7构成，该结构安装在汽轮发电机定子绕组端部渐开线部位，下层夹板1与下层定子线棒9之间衬垫下层适形垫2，上层夹板4与上层定子线棒10 之间衬垫上层适形垫3，上层夹板4的上表面有腔室11，用以容纳锥台形非金属弹垫5，盖板6的下表面有凸台12与锥台形非金属弹垫5接触，绑带7穿过下层定子线棒9与上层定子线棒10形成的贯通孔构成封闭环，对下层夹板1、下层适形垫2、下层定子线棒9、层间适形垫8、上层定子线棒10、上层适形垫3、上层夹板4、锥台形非金属弹垫5、盖板6组成的结构形成绑扎约束，锥台形非金属弹垫5处于被压缩状态；由于绑带7穿过下层定子线棒9与上层定子线棒10形成的贯穿孔形成封闭环，能够对依次叠压的下层夹板1、下层适形垫2、下层定子线棒9、层间适形垫8、上层定子线棒10、上层适形垫3、上层夹板4、锥台形非金属弹垫5、盖板6形成约束固定，绑带7利用下层定子线棒9与上层定子线棒10形成的贯通孔形成绑扎封闭环，使得施工可以在定子绕组装配完毕后进行后续作业，由于锥台形非金属弹垫 5处于被压缩状态，在其回弹力涨紧和绑带7的约束固定的相互作用下，使依次叠压的下层夹板1、下层适形垫2、下层定子线棒9、层间适形垫8、上层定子线棒10、上层适形垫3、上层夹板4、锥台形非金属弹垫5、盖板6形成相互作用力，造成了下层定子线棒9与上层定子线棒10被牢固的绑扎固定在一起的效果，使得下层定子线棒9与上层定子线棒10为主体的锥台形端部结构的整体性得以提高，整体刚度增大，整体振动频率上升；下层适形垫2衬垫在下层定子线棒9与下层夹板1之间，下层适形垫2为浸渍室温固化环氧树脂的涤纶毡，可以适形填充下层定子线棒9与下层夹板1之间的不规则间隙，施工固化后能够使下层夹板1与下层定子线棒9全面可靠的传递压力结构，避免产生局部接触造成应力集中；上层适形垫3衬垫在上层定子线棒 10与上层夹板4之间，上层适形垫3为浸渍室温固化环氧树脂的涤纶毡，可以适形填充上层定子线棒10与上层夹板4之间的不规则间隙，施工固化后能够使下层夹板4与上层定子线棒10全面可靠的传递压力结构，避免产生局部接触造成应力集中；上层夹板4的上表面有腔室 11用以容纳锥台形非金属弹垫5，避免锥台形非金属弹垫5逸出，盖板6的下表面有凸台12与锥台形非金属弹垫5接触，对锥台形非金属弹垫5产生压紧力，采用上层夹板4与盖板6的结构组合能够便于施工安装，安装施工时使用外力将内含锥台形非金属弹垫5的上层夹板 4与盖板6压在一起，缠绕绑扎绑带7，当绑带7固化后撤消外力，锥台形非金属弹垫5被压缩而积蓄的弹力形成涨紧力；

锥台形非金属弹垫5为层压环氧玻璃布板材质，受到压力可以发生形变并产生持续弹力，锥台形非金属弹垫不同于普通垫圈的平面结构，锥台形非金属弹垫形状类似碟子边缘，呈现锥台结构，被压缩时产生弹性变形，积蓄回弹力；绑带7为浸渍室温固化环氧树脂的玻璃丝束，固化前处于柔软状态，能够适合穿过贯通孔的作业，适应结构尺寸，与被绑扎结构紧密贴合，固化后形成具有紧固强度的封闭环，承受锥台形非金属弹垫5被压缩而积蓄的弹力形成紧固效果，下层夹板1、上层夹板4、盖板6也是层压环氧玻璃布板材质，都具备绝缘性能优异、不受端部电磁力影响、不产生电磁损耗、性能稳定的特点，不会带来事故隐患；安装该锥台形非金属弹垫形式渐开线部位涨紧结构的数量可以根据所需调整频率数据决定，安装数量越多则定子端部整体刚度提升效果越明显，施工后定子端部振动频率上升值越高，选择合适的数量即可使施工后定子端部振动频率上升到合格的数值范围内，该锥台形非金属弹垫形式渐开线部位涨紧结构的安装方向是其长轴线与定子端部锥台结构的母线方向平行，锥台形非金属弹垫5及绑带7的的数量由具体结构需求确定，取决于定子端部的长度及贯通孔的数量；图4为未采用本实用新型施工方案施工的定子端部视图，图5为采用本实用新型施工方案施工后的定子端部视图，该视图显示共安装了八套该锥台形非金属弹垫形式渐开线部位涨紧结构，采用沿定子端部锥台结构的母线方向安装且均布的分布形式。

Claims (1)

1.一种锥台形非金属弹垫形式渐开线部位涨紧结构，其特征是：由下层夹板(1)、下层适形垫(2)、上层适形垫(3)、上层夹板(4)、锥台形非金属弹垫(5)、盖板(6)、绑带(7)构成，锥台形非金属弹垫形式渐开线部位涨紧结构安装在汽轮发电机定子绕组端部渐开线部位，下层夹板(1)与下层定子线棒(9)之间衬垫下层适形垫(2)，上层夹板(4)与上层定子线棒(10)之间衬垫上层适形垫(3)，上层夹板(4)的上表面有腔室(11)，用以容纳锥台形非金属弹垫(5)，盖板(6)的下表面有凸台(12)与锥台形非金属弹垫(5)接触，绑带(7)穿过下层定子线棒(9)与上层定子线棒(10)形成的贯通孔构成封闭环，对下层夹板(1)、下层适形垫(2)、下层定子线棒(9)、层间适形垫(8)、上层定子线棒(10)、上层适形垫(3)、上层夹板(4)、锥台形非金属弹垫(5)、盖板(6)组成的结构形成绑扎约束，锥台形非金属弹垫(5)处于被压缩状态。