激光切割機在水輪發電機的應用

許云飛， 苗帥玉， 黃堅浩， 謝東岳

（浙江富春江水電設備股份有限公司，杭州 311504）

1 引言

激光切割機主要是利用激光束的熱能將板材切割成所需形狀工件的設備。激光切割機具有精度高、切割快速、不受切割圖案限制、自動排版節省材料、切口平滑、加工成本低等特點。在水電行業的未來現代化作業中，激光切割機會隨著技術工藝的不斷進步，在板材切割方面逐漸占據重要地位，目前正在取代傳統的剪切、切割、鉆孔等設備。

2 激光切割機在電機中的應用

2.1 轉子中磁軛沖片的切割、磁極中磁極沖片的切割

隨著激光切割機的性能不斷優化，精度也大大提高，能滿足磁軛沖片生產的要求。在水輪發電機核心部分定子及轉子的制造中，激光切割機可以應用到轉子磁軛沖片的批量生產。在沒有激光切割機的情況下，磁軛沖片加工工藝為沖壓模沖裁，沖裁后的沖片需要人工去毛刺，費時費力。特別是針對于大型沖片的沖制，模具要求高且制模周期長、費用高，不允許多次試驗，往往都是大批量生產，這就對磁軛沖片的統一性有較高要求。

激光切割機的加工精度已經達到磁軛沖片生產的要求，同樣也滿足于磁極鐵芯中磁極沖片的切割。通常，激光切割只要具備一個合格的磁軛沖片程序生產文件就可以進行生產，它既縮短了模具制作周期，同時又降低了產品成本，減輕了工人負擔，對磁軛沖片的生產來說，可以說是一場技術革命［1］。

2.2 激光切割機在定子線棒生產中應用

定子線棒的絕緣性能是保證其擁有可靠性能和更長使用壽命的關鍵因素之一，一直以來是各電機制造廠家的核心技術。其中定子線棒的真空壓力浸漬少膠VPI（Vacuum Pressure Impregnation）技術隨著國內應用開發，已經備受關注。為了使定子線棒在真空罐中，充分浸漬。在定子線棒包好高低阻之后，在線棒端部大R起弧起至小R圓弧止兩寬面覆t0.5～t1鋼板（簡稱端部夾具），再半疊包熱收縮帶兩層。其主要作用是固定其端部形狀，在熱固時利用收縮帶收縮端部夾具對線棒端部形狀有一定的控制，做到整齊劃一。而要求這類端部夾具必須和線棒端部形狀一樣，一根上層線棒上有2種不同形狀的端部夾具。一臺機組的線棒數少則300多根，多則1000多根，這樣定子線棒對于端部夾具的需求就大大增加，而激光切割機充分滿足了端部夾具批量生產的要求，為生產的可持續性及效率性提供了堅實的基礎。同理，針對于線棒固化模上的蓋板及墊壓條等的制作，在安排生產中，可以根據板材大小，利用激光切割機優越的排版功能，既節省了大量的人力，又充分發揮了設備的功能，提高了材料利用率，產品質量得到了進一步的保證。

3 激光切割機在水機部分的應用

在水機部分中采用模板來檢查加工面是否符合工藝設計要求。下面以激光切割機制作活動導葉劃線樣板為例。導葉是一個球面，以往都是鉗工通過在導葉上劃線得出加工面。由于是手工制作，精度低，尤其是活動導葉不同、規格多時，人為誤差較大且制作麻煩。有了激光切割機后，改用激光切刻機制作活動導葉樣板。可根據其不同的直徑，加工出不同直徑的導葉樣板，導葉加工完成后可以直接檢驗，操作起來非常方便。樣板切割出來后經檢測完全符合公差規定，且偏差非常小［3］。

目前，活動導葉及曲面劃線，加工面打磨樣板等一般多采用激光切割。激光切割機不僅能使切割面光滑，保證切割尺寸的精度，還能加工出水輪發電機中的各種平面曲面。它的另一大優點就是刻字畫線功能，如在活動導葉型線樣板上需要確定軸中心點，則可以在導葉劃線樣板上刻出十字線，十字線對交的點便是中心點。樣板使操作更簡單，在提高效率的同時保證了精度。前提是必須保證樣板是正確按照工藝圖紙進行制作。

4 水電行業中激光切割機所制作的工裝類運用

在水電行業，激光切割機可以切割出水輪發電機當中各種小批量、形狀較簡單的工件，主要用于打孔及切邊，各種大小墊片及方塊圓餅都可以采用該工藝來進行批量生產。一些水機、電機中所用到的各種檢查模板，如定子裝配中定位筋通規、止規，定子線棒中控制尺寸的線棒卡規等，用于生產的匯流母線彎形模板，還有定子裝配中壓指組焊模等一系列工裝具。這些都已經在水輪機制造中普遍使用。

激光切割機不僅在水電行業作用突出，在汽車、船舶、航空、核工業、機械制造、鋼鐵、紡織、石油等很多行業都得到了廣泛應用。

［1］肖克.CO2激光切割機在工業企業的應用前景［J］.光機電信息，2004（1）：13-15.

［2］毛繼業，遠藤，等.國產化高壓電機單只VPI定子線棒絕緣系統開發與研究［C］//水電設備的研究與實踐--第十七次中國水電設備學術討論會論文集.北京：中國水利水電出版社，2009：299-312.

［3］李雁東，許強.激光切割機在制作樣板和工裝時的巧用［J］.機械工程師，2006（1）：153.