空冷汽轮发电机空心导体转子线圈工艺研究山东济南发电设备厂张忠海，中来线圈制造技术的难点与关键，介绍主要工艺过程以及工艺设备的选择研制等。
1引言研制空冷汽轮发电机转子线圈，是山东济南发电设备厂完成引进入88公司空冷汽轮发电机制造技术的消化吸收，实现转子线圈自产替代进口的重要课。
仙8公司空冷汽轮发电机转子线圈，由两个半线圈构成。每个半线圈由若干半边线匝组成。半边线匝直接采用矩形空心铜导线。导线中间部分开有圆形通孔，两端有精心设计的舌形进出风口，嵌线后在转子槽内形成7型风道，冷却空气从空心导线内直接通过，将产生的热带走，冷却效果好。由于该种线圈设计独特，国内没有类似的制造工艺及设备，山东济南发电设备厂于是对空冷转子线圈制造工艺进行了研究。根据入88公司的技术要求，结合工厂具体情况，确定了转子线圈的生产过程。在转子线圈生产中，主要工艺过程为钻孔倒角内部清洁冲孔压形退火弯90弯弯成形弯统连接口等。据此，选择了数控立式生产中心，研制了空心导线内部清洁设备冲孔压形设备中频退火设备弯90弯设备端部成形设备铣连接口设备等，组成了转子收稿日期199，队10线圈生产线。结合操作方法的研究，较好地解决了转子线圈制造过程中的工艺技术难2工艺技术难点和主要工艺设备及应用空冷汽轮发电机转子线圈，采用矩形空心铜导线。在制作过程中，主要的工艺技术难点，采用的主要工艺设备及应用情况如下。
2.1空心导线钻孔及倒角每半线圈组都由定数量的矩形空心导线组成，每导线上都有规定数量的孔，孔的大小相同，1.
孔的位置度要求较，由切削理论可知，在空心薄壁件上钻孔，钻头横刃对加工精度有较大的影响。保证孔的尺寸和位置精度，避免导线壁面下凹就成为钻孔工序的重点。钻孔后处棱边要求倒角，外面的两处倒角较易完成，内部的两处倒角成了难点。要倒内部的棱角，刀具要能进人孔内并作切削进给，显然完成这项工作靠工人直接操作机床来做是不合适的。经过对国内外有关设备的考察和优选，钻孔机床选购了德国巨浪公司12181数控生产中心，主要技术参数如下最大钻孔直径mm主轴转速r.mirT1行v，轴进给速度定X位Y精最大攻丝直径mm主轴扭矩Nm刀库容量把刀具最大重量kg换刀时间s工作台尺寸mm重复x定Y位Y刀具钻孔选用了镀膜钻头，倒角刀自制。工序内容，钻孔分两次，不用冷却液。
第次钻孔径的分之左右，修磨横刃和顶角，切削速度约50，进给量约0.15 1；第次完成全孔，切削速度约58进给量同上。倒角也分两次，每次完成同壁上的两个。切削深度为倒角尺寸，转速约30017，如，进给量约0.008，切削范围大于360.这样加工出的工件符合要求。机床和刀具的选用，具有自动化程度生产效率适用范围广加工简便等特点。
2.2清除导线内部污物矩形空心铜导线在冷拔成型运输储存钻孔等过程中，不可避免地会造成内部出现污物，如油污铜锈等，如不清除干净，将严重影响发电机性能。清除长导线内部的污物，不能用化学方法，不能象清理外才能去除。用通条捅，费时费力，极其不便。经过试验，采用尾部带毛毡的箭刷在压缩空气作用下通过，效果良好，简单方便。箭刷体采用非金属材料，具有相当的质量和强度，既不损伤铜导线，又能获得足够走，玷污的毛毡应换掉。依据这原理，设计制作了清洁设备。
清洁设备主要由底架托板压盖滚柱注气嘴箭刷聚集罩液压系统气压系统等零部件组成。工作时，将钻孔后的导线4根平放在托板上，用压盖将孔封闭。在导线的端放置刷聚集罩，端放入箭刷，然后用注气嘴将压缩空气注人导线，把箭刷从另端吹出。箭刷体可重复使用，毛毡根据实际情况可随时更换。重复几次箭刷操作，当毛毡看不到明显的污迹时清洁即可结束。
2.3在空心导线上冲孔压形，保持导线矩形截面形状不变空冷汽轮发电机转子线圈形风道设计，使得线圈每个导线上带有进出风的舌孔和封闭风路的形凹口。舌孔和形凹口条舌与对边接触，形凹口在导线矩形截面在空心物体上冲孔压形，保证物体截面不变，必须在封闭状态下进行，为此研制了冲孔压形设备。
冲孔压形设备由床身冲孔头压形头对中机构上料机构液压系统电气操作系统等主要部分组成。采用程序控制，分调整和自动工作两种功能状态。机液电体化的设计，使设备有效地避免了因误操作或导线放置不当而造成的质量事故，提高了设备工作的可靠性。冲孔原理3.
垂直夹紧块工作时，先调整设备，使之符合加工件状态。把个导线平放在上料机构中，送到冲孔压形预定位置，然后双手操作按键，待进人自动循环时松手，加工过程继续进行，至上料机构回到卸料位置结束。整个冲孔压形过程如下上料上料机构向下横向对中孔对中冲孔头横向夹紧导线及压形头横向夹紧导线冲孔头垂直夹紧导线压形头压导线冲孔头冲前孔并返回冲孔头冲后孔并返回压形头及各夹紧对中部件返回，上料机构上升至卸料位置。
2.4铜导线局部软化退火，保证退火与不退火过渡区在30之内半线圈加工要求，导线转子本体外的两端头部分要进行软化退火，退火温度550.0上下，硬度约40，退火过渡区不大于30.普通的退火方法难以满足这些要求，只有快速加热和冷却才行。中频感应加热具有能量集中升温迅速等特点，水冷降温快，将两者结合起来，能满足退火要求，据此设计制作了中频退火设备。中频退火设备由中频电源感应加热器冷却水系统气压系统等组成。中频电源为可控硅变频，8000出，1001入。冷却水系统由水箱水泵冷却槽及喷头等组成。
退火时，将束导线用专用夹钳夹紧，用与导线束匹配的感应加热器从端部逐步向里加热，随时观察加热温度，到规定位置后，立即停止加热，喷水冷却，冷至100以下，停止喷水，用压缩空气将导线上的水分吹干。在喷水冷却的同时，导线内始终有压缩空气吹出，防止水分进人导线内。
2.5空心导线弯90弯，避免内陷及扭曲，限制内沿增厚超过允许值般情况下，空心导线在自由状态下弯曲时，易内陷扭曲，内沿过度增厚。如果在弯曲时，将处于变形过程中的区段加以约束，4，就可避免内陷扭曲，内沿增厚得到有效控制。根据这原理设计的弯90弯设备，主要由底架夹紧装置转臂垂直加压装置液压系统定中心装置电气控制系统等部分组成。弯曲前，先调整4中尺寸人，根据半线圈的实际尺寸确定，然后放上导线束，在导线与设备有相对运动的摩擦部位涂上润滑脂，夹紧导线束并垂直加压，操纵转臂慢慢旋转到恰当的位置有能调位置的终点开关，松开取出，用酒精类溶剂把涂脂处擦干净，弯曲结束。
2.6弯成形弯，保证半线跨距组转子线圈由两个半线圈组焊而成，每半线圈嵌线前就具有准确的端部形状和跨距，这项要求是由弯曲成型设备上模拟导线在转子槽内的实际位置来保证的。
弯曲成型设备由底架托架及夹紧钳半径板压臂锯床定中心装置液压及电气控制系统等组成。成形时，把弯了90弯的导线束放到设备上，轻轻夹住，在90弯角处各导线间垫上补偿垫片，夹牢。操作压臂从9，弯处开始逐渐下压弯形，边弯边用专用夹固定，直至终端。弯形完毕，松开专用夹，校正半线圈槽部角度后，在端部各导线间垫上层间垫片，再夹紧端部，校验端部跨距后开锯齐头，切去多余部分。
2.7连接口加工两个半线圈通过连接片焊接为组线圈。半线圈导体上连接口的加工，是转子线圈加工的最后道主要工序。连接口加工存在的主要问是如何保持半线圈已获得的端部形状和切屑不落人导线内。经过分析和试验，采用立式端头朝下放置铣口较好。为此专门设计制作了下置式锯片铣床和专用夹具，既解决了半线圈端部变形问，又防止了切屑进入通风道内，大大方便了半线圈最后对通风道的清理。
2.8保证半线圈对称和致台套转子线圈由许多半线圈组成，相应的半线圈有对称性和致性要求。半线圈面。
2.8.1通风孔的对称性通风孔的对称性指两端的通风孔相对于半线圈轴向中心对称。圆形通风孔的对称性由数控立式加工中心保证，舌形通风孔的对称性由冲孔压形设备的对中装置保证，冲孔头和压形头各有两套，相对于对中装置对称布置。
2.8.290弯的对称性90弯的对称性指两端的90弯相对于半线圈轴向中心对称包括弯角位置和大小。
90弯位置由设备保证。设备由左右两个弯曲装置构成，中间由定中心装置联接，两端90弯曲角大小，最后由操作者通过终点开关校正。
2.8.3半线圈的致性半线圈的致性分为两个方面是同半线圈的致性，指同半线圈各导线在保证对称性的前提下形状和尺寸致；是相同尺度半线圈的致性，指几个相同尺度设备及工艺操作两方面来保证。将同半线圈的各导线合并在起，次弯曲成形，相同尺度的半线圈在同次设备调整状态下连续弯出。
2.9设备的通用性该厂引进的空冷汽轮发电机技术为系列化设计，品种规格虽然很多，但可化归为3个系列。同系列的发电机转子线圈，端部两弯角及成形弯半径致，舌孔及，形凹口形状尺寸致，只是形凹口位置随线圈跨距的不同而不同。不同系列的发电机转子线圈相似这为转子线圈的工艺研究暨转子线圈生产设备的选择研制奠定了理论基础。
转子线圈生产设备设计中，采用可调式双导轨装置，保证设备的可调性，以满足不同长度线圈生产的需要采用可换模块结构，使设备适应不同类型转子线圈制造的需要。
3结束语空冷汽轮发电机转子线圈工艺研究成果经过年半的应用，制造的空冷汽轮发电机转子线圈符合标准要求，质量稳定，开辟了该厂空冷发电机转子线圈制造的新途径，对推动我国空冷发电机制造技术的进步，具有积极的意义。