核心词：
防爆 阻燃 电缆 汽轮 发电机 定子 绝缘 锥 环 支架 整体 安装 工艺 可行性 分析 1、对发电机制造商提出了新的要求 近年随着市场对汽轮发电机的需求猛增,
防爆阻燃电缆对各发电机制造厂提出了新要求。即在生产任务饱满的状态下,能够按期向用户提供合格的汽轮发电机。为此哈尔滨电机厂有限责任公司(简称哈电)针对成熟汽轮发电机的制造,进行了许多工艺改进工作。
2、按时提供了合格的汽轮发电机 大大地缩短了成熟产品的制造工期,实现了对用户的承诺,按期提供合格的汽轮发电机。哈电对每项工艺改进工作都先进行科学分析和理论验证,在确定改进工作可行的基础上才应用到具体生产中,做到必须保证产品质量的前提下,缩短产品制造工期。本文仅就其中一项600MW汽轮发电机定子绝缘锥环和支架整体安装工艺可行性分析进行了阐述。该结构采用弹簧板、绝缘锥环、支架、支承软管等零件作为定子绕组端部的支持和固定。其中在定子绕组下线前需要完成对弹簧板、绝缘锥环、支架的全部固定件的装配。该装配具体结构见图1和图2。我们可以看出,原安装工艺共需要9步,才能够完成。在整个装配过程中,绝缘锥环一直通过吊装工具吊挂在定子端部,直到完成弹簧板、绝缘锥环、支架的全部固定件的装配才可以拆下绝缘吊装工具,这样定子主序需要的制造时间偏长。我们发现如果能够先将支架组装好,再和绝缘锥环安装到一起后直接装到定子端部,会节省定子主序进行此序的时间,即绝缘支架和左右支架配装时间,绝缘支架和左右支架同钻铰时间并安装销钉时间,还节省一次绝缘支架和绝缘锥环安装时间。直接缩短定子的生产周期,有利于按期完成哈电饱满的生产任务。如果要实现绝缘锥环和支架整体安装工艺,需要进行以下三方面的分析:即弹簧板允许变形量的分析,弹簧板和左右支架接触面状态的分析,以及铁心分块压板不平度对支架和弹簧板安装影响的分析。哈电600MW汽轮发电机定子铁芯端部结构为分块压板结构见图2,每端各有21块分块压板。这21块分块压板表面不完全在同一个平面内,和它把合在一起的弹簧板,就可能不在同一平面上。
3、这可能会在安装过程中增加弹簧板的变形 如果按图纸尺寸将左右支架和绝缘支架同钻铰并把合好,安装到绝缘锥环上,则支架和弹簧板接触面在同一平面上,这样安装时有可能使弹簧板发生的变形增大。若实现绝缘锥环和支架先成一体,再安装到定子端部的工艺,必须考虑弹簧板允许的变形量以及控制弹簧板变形的方法。
4、弹簧板材料的许用应力为126.67mpa 弹簧板材料的许用应力为126.67MPa,分别对弹簧板弯曲变形量和扭曲变形量进行了有限元分析。给出不同的弯曲变形量利用ANSYS计算得出不同的最大应力值如图3所示,弹簧板应力与变形的函数关系是线性变化的。
5、按斜率σ＝126.67mpa最大弯曲变形为3mm计算许用应力 根据斜率求出在许用应力σ＝126.67MPa时的最大弯曲变形量为3mm。弯曲变形量为1mm时弹簧板的最大应力为41.51MPa。给出不同的扭曲变形量利用ANSYS计算得出不同的最大应力值如下图所示,弹簧板应力与变形的函数关系也是线性变化的,根据斜率求出在许用应力σ＝126.67MPa时的最大扭曲变形量为2.3mm。扭曲变形量为1mm时弹簧板的最大应力为53.23MPa。分析得知,弹簧板允许的最大弯曲变形量为3mm,最大扭曲变形量2.3mm。因为一块弹簧板安装到同一块分块压板上,这样我们主要考虑弹簧板的弯曲变形。弯曲变形包括安装变形和运行变形两部分。其中安装时要控制弹簧板的弯曲变形不大于1mm。由于弹簧板的变形,实际安装中所需采取的措施如下:经统计5台配后绝缘支架到弹簧板之间的距离,发现配后绝缘支架到弹簧板之间的距离大于图纸给出的14mm,见表1。如果整体安装绝缘锥环和支架,只要在支架和弹簧板之间加垫相应厚度的垫片即可保证支架和弹簧板把合的要求。根据弹簧板的弯曲变形要求控制在1mm之内,以及表1显示间隙值最小为2mm,最大为10mm,我们可以采用厚度为2mm～10mm的垫片即可。弹簧板上和支架的接触面,要求进行喷丸处理。为保证该接触面的摩擦力状态不变,将要加垫的垫片双面进行喷丸处理即可保证其摩擦状态不变。工艺上,垫片双面进行喷丸处理完全可行。因此采用此工艺,可以保证支架夹板和弹簧板接触面摩擦状态不变。选取3个位置实测铁心上的分块压板前后位置处高度差,见表2。实测数据显示,分块压板前后不在同一平面内,最大差值达到5mm,因此弹簧板把在其上有一个倾斜度,这样在支架和弹簧板把合时,支架上的把合孔位置将发生偏移。按照零部件形状和尺寸分析,5mm的差值使得图纸上支架和弹簧板的把合光孔φ17.5中心向下偏移0.72mm,但弹簧板上的把合孔为φ22,并且使用的把合螺栓为M16的螺栓,这样在弹簧板处直径上有6mm间隙,在各零部件图纸给出的制造误差范围内,因此完全可以满足把合需要。
6、无间隙；同时 径向方向上,绝缘支架和绝缘锥环把合处要求完全接触,不允许有间隙;同时支架夹板和绝缘支架图纸中要求80％接触,此方向尺寸完全由绝缘锥环,支架和支架夹板的制造尺寸决定,因此采用本工艺方案对其没有任何影响。
7、需要准备不同厚度的垫片 通过以上分析,为保证绝缘锥环和支架整体安装,需要准备好不同厚度的垫片控制弹簧板的弯曲变形不大于1mm;并将垫片双面进行喷丸处理保持接触面的摩擦力;另外分块压板不平度对本工艺方案也没有任何影响。因此绝缘锥环和支架整体安装到定子端部完全可行。
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