淺析水輪發電機定子沖片與沖壓的關系

姚霞

摘 要：在各項科學技術發展的同時，對水輪發電機的各個組成部分技術的要求也越來越高。只有水輪發電機各個零件部分的性能達到最優質的狀態，水輪發電機才可能實現其最高的效率。隨著水輪發電機定子沖片在實際工作中的使用，水輪發電機定子沖片有許多不足也就顯現出來。工作技術人員也在不斷探索新技術，以解決實際中常出現的問題。

關鍵詞：水輪發電機定子沖片；沖壓工藝；研究分析

前言

隨著工業的飛速發展，對水輪發電機定子沖片的數量和質量的要求也就越來越高。為此，就需要相關工作人員，發揮其專業能力，在最大的限度內提升水輪發電機定子沖片的品質。水輪發電機定子沖片的沖壓工藝，在人們不斷的改革與創新中，已經為人們的生產和生活帶來了巨大的社會效益和經濟效益。只有注意到工程運行中每一個細節，才能保證整個過程安全、高效、穩定的運轉。因此，不斷提升水輪發電機定子沖片的沖壓工藝，就更具有意義了。

1 沖壓工藝對定子沖片的意義

定子沖片是水輪發電機的重要部件，對整個發電機的性能有著重要影響，其質量的好與壞能夠直接影響到水輪發電機是否能夠正常運行。因此，使用符合質量要求的發電機定子沖片對于整個水輪發電機的安全穩定運行來說無疑是非常重要的。這就要求水輪發電機有較高的尺寸精度和形位精度，對于沖裁定子沖片的沖壓模具的制造精度的要求也就更高了。因而，在大量的生產任務的要求下，制定合理的定子沖片的經濟適用精度，對于定子沖片自身的質量、生產效率以及沖制成本等都有著十分重要的現實意義。

2 沖壓

2.1 定子沖片的基本沖制方法

通常選用含碳極低的硅鋼片作為水輪發電機的沖制材料，具有鐵損低、較強磁場下磁感高、沖壓性好、基本無磁時效、表面絕緣膜的附著性和焊接性良好，能防蝕以及表面光滑，平整和厚度均勻可以提高鐵芯的填充系數等優勢。對于水輪發電機定子沖片的技術要求，以定子沖片三拼式套沖方式來沖制定子沖片。定子沖片是由定子外形框架、定子極槽和定子極條三部分組合，在級進模上套沖而成。由于套沖而導致沖制定子沖片拼接之間存在微小間隙。定子沖片三部分之間的配合間隙為微小間隙，在六個配合處可互換，定子沖片結合面及內孔應平直、光潔。對水輪發電機定子沖片進行綜合沖壓工藝分析，從材料節省的方面考慮，要想達到套沖出三部分定子沖片之間的裝配可互換，保證在級進模上套沖出三部分定子沖片，而且保證沖制出的三部分定子沖片之間配合精度的技術要求的目的，就必須要求沖制出的定子沖片相配合部分的尺寸一致性要求高。除此之外，定子極槽與定子外形框架是套沖成形的，沖制過程存在一個沖裁間隙差，為了保證定子極槽與定子外形框架鑲拼的精度控制在一個微小間隙范圍，在模具上要沖制出拼接部分間由于沖裁間隙差所導致的拼接余量，與此同時，為防止條料在輸送過程中產生偏差對沖制微小間隙的影響，應確保沖制條料步距的精度和卸料板對沖制條料有足夠的壓料力。

2.2 沖壓工藝優點

沖壓是一種先進的技術方法，它是建立在材料塑性變形的基礎上，靠壓力機和模具對板材，帶材，管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件的成形加工方法。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。沖壓用板料的表面和內在性能對沖壓成品的質量影響很大，要求沖壓材料厚度精確均勻；表面光潔，無斑，無疤，無擦傷，無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。沖壓件與鑄件，鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點，沖壓可制出其他方法難于制造的，帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性，由于采用精密模具，工件精度可達微米級，且重復精度高，規格一致。沖壓是高效的生產方法，采用復合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現由帶料開卷，矯平，沖裁到成形、精整的全自動生產，生產效率高，勞動條件好。并且還具有生產率高，操作簡便，生產成本低，便于實現機械化和自動化等特點。大量定子沖片生產制造必然要考慮到成本問題，可以通過提高模具的質量，延長模具的使用壽命，來降低成本。控制一定的模具制造時間，不斷改良沖壓工藝，在進行沖壓工作時，對定子沖片經過兩次沖壓操作，可以很好的保證定子沖片模具的質量，同時縮短了生產周期，這樣一來就可以為企業帶來很大的經濟效益。定子沖片雖然說結構比較簡單，但是槽的尺寸比較小，進行沖壓就比較有難度，但仍可以進行沖壓加工。

3 定子沖片沖壓常出現的問題及解決方法

定子沖片有的地方尺寸很小，有的地方精度要求很高，沖壓時可能出現的問題較多，因此，在沖壓工藝及模具設計時需要充分考慮到可能出現的各種問題，并采用相應的解決措施，這樣才能保證生產出合格的產品。另一方面，若定子沖片的批量要求很大，那么，要求生產定子沖片的模具壽命要長一些，而對于定子模具應當具備很好的可拆卸性，定子沖片沖壓加工后不再進行其他加工。對定子沖片沖壓普遍采用一落三的沖壓工藝，來制造定子鐵心沖片，即：一次沖出定子圓片中心軸孔片，沖裁定子槽形。這種工藝在生產過程中，定子沖片沖槽形是依靠定子片內圓作定位，由于定位中存在一定的間隙，因而產生了同軸度偏差，疊壓后鐵心外圓不整齊，槽形孔疊壓后起階梯狀，槽形孔空間減少，就會出現繞組嵌線槽滿率過高的情況，這樣容易損傷繞組。鐵心繞嵌線壓入機殼后，機殼對定子鐵心外圓擠壓使得片間移動，造成短路。另外，由于定子鐵心內外圓同軸度偏差較大，合理的氣隙不能得到有效保障，嚴重影響了發電機裝配質量改進方法。除此之外，沖壓加工還要注意很多細節，線圈槽應無毛刺或毛刺很小，以免繞線圈時，毛刺損傷銅線表面的絕緣層甚至割斷銅線，所以，在設計模具時必須考慮如何減小沖裁毛刺的問題。由于定子都要疊裝，因此，沖壓加工定子的平面度誤差一定要小。定子的疊裝鉚接孔對中心軸線有同軸度誤差要求，以便更好地保證定子之間的間隙均勻。通過對發電機定子沖片的工藝分析，了解到需要采用三道沖壓工序來完成定子沖片的沖壓工作。三道工序沖壓過程：落定子片分離轉子沖片，轉子沖片切外圓，沖轉子槽形及中心孔。關鍵是第一道工序，在落料分離出定子圓片的同時，把定子槽形一起沖出，改變了原第一道工序，只沖出定子內外圓片，再分別沖出定子片槽形。另外，新工藝中定子槽形凸模是與定子內圓凸模連在一起的，這樣一來就大大增強了定子槽形凸模的剛性，并且降低了定子槽形凸模的固定和沖模間隙調整難度，有效的保證了定子沖片內外圓的同軸度。

4 結束語

隨著機械化電氣化程度的不斷提高，水輪發電機定子沖片沖壓工藝也就會達到不斷提升。提升水輪發電機定子沖片的沖壓技術，能夠優化水輪發電機的性能。提高發電機運行時的穩定性與安全性。要想實現水輪發電機沖片沖壓工藝的提高，這就需要工作技術人員結合新技術和實際生產中出現的問題來進行對工藝技術革新。只有這樣，才能不斷地解決生產實踐中出現的新問題，才能滿足人們的要求，提高水輪發電機的利用效率。

參考文獻

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