浅谈核电半速汽轮发电机定子线圈模具检测方法

监测与诊断技术 2015-04-21 13:28:25
  1概述 
  AP1000核电半速汽轮发电机定子线圈热压模是定子线圈绝缘成型的重要工具之一,由于AP1000核电定子线圈产品外形尺寸公差较高,由于热压模端部腔体是多个复杂的空间曲面,不仅对于加工装配出高质量的模具面临很多困难.而且模具的结构、形状尺寸精度的检测也有很大挑战。 
  由于定子线圈热压模的直线腔体和端部腔体是单独加工的,所以该模具的检测包括分体检测和整体检测,其中分体检测的重要参数为模具的升高值、节距、相邻型腔面对90°及相应的线性尺寸;由于热压模的直线部分较长(6400mm)分装配后的变形不规律,热压模直线无法成为与端部链接的基准,因此对模具整体检测方法进行立项研究。 
  2 定子线圈热压模端部的检测 
  2.1 因为模具的型腔面是空间的曲面组成的,所以它的外形尺寸很难用常规检测工具检测,由于端部腔体是数控机床按照三维模型编程后加工的,所以可以利用三坐标取点利用软件与三维模型进行拟合。 
  2.2 模具的端部模腔进行检测 
  2.2.1 首先利用三坐标测量臂对定子线圈模具取点建立基准,然后模具形腔进行数据采集。 
  2.2.2 利用Geomagic.Qualify[三维检测软件]对采集的数据进行分析;图1、2为数据分析后的结果。 
  2.3 模具的检测效果 
  经三维检测软件对模具端部内腔形面的对比分析,可以清晰观测出待检部分各点尺寸拟合情况,客观反映了定子线圈模具的加工质量。 
  3 定子线圈热压模直线装配的检测 
  定子线圈热压模直线是由直线底铁、侧铁和上压铁组成,该工件直线度要求控制在0.50mm以内,超出公差范围的则需要对工件进行校平方可进行下序,装配时将直线底铁与直线定侧铁正确装夹,要求定侧铁与直线底铁止口间隙不得大于0.02mm,垂直度误差不大于0.02mm,截面尺寸公差按产品公差,各项检测合格后才可以进行直线与端部的装配链接。 
  4 模具直线与端胎的连接装配后的检测 
  AP1000核电半速汽轮发电机定子线圈分为两部分:线圈直线部分和线圈端部,而且线圈模具直线部分与端胎连接的是否准确将直接关系到产品线圈下线的最终效果,传统装配的方法是将两部分对接合缝面对齐即可,但是由于两部分连接定位基准面小,如果连接处有较小的位移或旋转,反映到线圈模具端头的尺寸变化将非常大,此种方法误差较大,同时核电汽轮发电机定子线圈直线较长,其相应的模具直线在加工或存放吊运过程中会有多方向变形,也会影响热压模的整体装配尺寸,例如在我公司18.5万汽轮发电机定子线圈上下层热压模压出的线圈在线圈校验模对比汽端引线头偏差20mm,现象表面上下层线圈节距可能有误,于是对定子线圈热压模端部进行所有结构尺寸的核对,最后发现端部的直线转角R块在焊接过程中角度方向与理论值偏差0.5度,在CAD软件上模拟验证直线部分旋转0.5°引线部分会有16mm的旋转变化,同样模具直线的轴向扭曲也会出现很大的尺寸变化。 
  经分析模具的关键尺寸节距和升高值是空间尺寸,可以认为是模具引线头与直线部分的位置关系,忽略中间过渡部分,就可以用立体样板直接检测;根据模具设计原理立体样板可以做成如图3、图4。 
  使用过程:首先将平尺装夹在模具直线上,要求平尺底面和侧面与模具贴实;然后将圆弧样板一端对齐平尺侧面,调整相对高度,要求样板端面与平尺紧贴,并保证间隙在0.04mm以内;最后调整端胎角度使得模具引线头与样板另一端面保证一特定数值,并且平行;上述为装配前的找正阶段,经调整好位置后电焊点焊牢固,模具两端采取同样的找正方法;该方法已经成功在18.5W和13.5万汽轮发电机定子线圈模具装配中使用。 
  结语 
  从在模具的制造过程来看,正确的检测方法是定子线圈模具制造成功的关键,更有利于挖掘先进的加工手段,提高了AP1000定子线圈的制造质量,解决了原来定子线圈模具检测方面的技术难题,增强了我公司水轮发电机定子线圈的制造检测能力,把我公司的定子线圈模具制造能力上升一个新的台阶。 
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