一種風電產品扣接端板及模具工藝

任銀兵，薛金良，李賓飛，李艮凱

中車永濟電機有限公司 山西永濟 044502

1 序言

目前直驅風力發電機定子端板采用厚度0.65mm表面帶自粘漆的沖片，再將定子沖片200片分成10份放在疊壓裝置中，經整形、校正和定位固定后，不齊度小于0.1mm時疊好，疊好后的定子扇形沖片送入油壓機加壓、加熱180℃、保溫2h及保壓，最后制成13mm的成品粘接端板，疊壓后粘接端板組裝在鐵心上下兩層，對中間疊壓的沖片起到壓緊和定位作用。

風電沖片疊壓時，中間采用通風槽板間隔，上下端采用自粘接端板。自粘接端板在加熱過程中因表面的自粘漆而易產生滑片，在加壓過程中定子沖片會存在壓應力的釋放，嚴重影響成形后的端板成形尺寸、不齊度、垂直度、疊壓系數和磁極鐵心疊壓片的粘接強度，故成品的廢品率較高。而且粘接端板均為進口材料，價格昂貴，采購成本較高。2020年由于市場形勢轉變，進口自粘接端板無法保證正常供貨，生產周期長。自粘接端板沖片上面涂層膠，與普通材質的沖片相比，對模具也有一定的影響。

2 制定目標

與風電產品技術人員溝通，了解端板的使用環境及質量要求。自主設計、制作端板扣點、疊壓模具，與自粘接端板進行性能、價格對比。主要需考慮扣點疊壓后的承受力、齒脹是否滿足要求。減少熱壓成形工序，降低發電機粘接端板材料的采購成本，降低廢品率，提高沖裁模具的使用壽命，扣點模具標準化[1]，其他風電產品系列的端板也可按此進行工藝方案的改進。

3 解決方案

根據目標，提出解決方案如下。

1）利用級進模具的扣點、疊壓技術[2]，設計定子沖片扣點、疊壓單工序模具。

根據風電產品定子端板的參數技術要求，設計了扣點大小、位置以及沖扣點的深度要求[3]，扣點沖片如圖1所示。設計扣點模具（見圖2、圖3）、疊壓模具（見圖4、圖5），模具性能符合設計要求。

圖3 扣點模具實物

圖4 疊壓模具設計

圖5 疊壓模具實物

取40張扣接沖片，其中一張為透片，完成疊壓（見圖6）。對疊壓好的沖片即扣接端板（見圖7）施加35MPa的壓力，保壓0.5h，確保扣接牢靠，不齊度小于0.1mm。清理槽內雜物，確保無凸片、毛刺、油污、開裂及生銹等現象。

圖6 沖片疊壓

圖7 扣接端板實物

2）疊壓成品后，根據端板技術要求進行技術參數驗證。對扣接端板分別進行齒部形變測試、徑向位移測量及剝離測試（見圖8～圖10）。①齒部形變測試：以單個齒為單位，將扣接端板根部虛線區域固定，在虛線區域外齒部上端面均勻施加450N的力，要求齒部變形<2mm。②徑向位移測量：將扣接端板下側固定，上部徑向施加每個扣點5kN的力，沖片不允許有相對位移。③剝離測試：以單個齒為單位，使用450N的力進行分離測試，不得有分離、脫落等現象。

圖8 齒部形變測試

圖9 徑向位移測量

圖10 剝離測試

4 結束語

扣接端板通過疊壓驗證后，各項項目參數滿足產品使用要求?？劢佣税逖b機效果如圖11、圖12所示。

圖11 裝機效果（槽型）

圖12 裝機效果（全景）

扣接端板還可以重復使用，與粘接端板相比較，性能也不存在時效性。該工藝方案可提高沖裁模具的使用壽命，降低粘接端板的廢品率。其他風電產品系列的端板也可參照此工藝方案進行改進。