渦輪風(fēng)機(jī)定子的灌封澆注方法及其灌封澆注裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及灌封澆筑裝置及其澆注方法，具體的說是一種渦輪風(fēng)機(jī)定子的灌封澆注方法及其灌封澆注裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)機(jī)定子由線圈和鐵芯組成，常見的渦輪風(fēng)機(jī)是內(nèi)轉(zhuǎn)子式，其定子的鐵芯由一定形狀的硅鋼片疊壓而成，在定子內(nèi)膛的圓周上形成等長等寬等間距的多個(gè)槽楔，其定子的繞組線圈以一定的方式嵌入每一個(gè)槽楔中。如圖1所示的渦輪風(fēng)機(jī)定子的結(jié)構(gòu)示意圖(圖中將線圈繞組2的結(jié)構(gòu)簡化)，渦輪風(fēng)機(jī)定子為圓環(huán)柱結(jié)構(gòu)，其鐵芯3由硅鋼片組成，在渦輪風(fēng)機(jī)定子膛內(nèi)的硅鋼片間，均勻形成有等長等寬的槽楔5。繞組線圈2通過槽楔5纏繞在鐵芯3上，繞組線圈2分別在鐵芯3的兩端露出的部分為端部線圈2.2，繞組線圈2嵌入槽楔5的部分為內(nèi)部線圈2.1。在渦輪風(fēng)機(jī)定子的其中一端上，有電纜線4從端部線圈2.2中引出。
[0003]—般的繞組線圈2都是由漆包線繞制而成，當(dāng)渦輪風(fēng)機(jī)在常壓下運(yùn)行時(shí)，漆包線的絕緣漆可保證繞組線圈2有很好的絕緣性能。但是，當(dāng)渦輪風(fēng)機(jī)需要在低氣壓的工作條件下運(yùn)行時(shí)，繞組線圈2在通過電纜線4通電后可能會(huì)擊穿絕緣層，導(dǎo)致繞組線圈2之間或者繞組線圈2和鐵芯3相互導(dǎo)電，由此會(huì)引起渦輪風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全事故。因此，低氣壓運(yùn)行的高速渦輪風(fēng)機(jī)定子都需要將其繞組線圈2灌封澆注，從而增強(qiáng)繞組線圈2的絕緣和導(dǎo)熱性能。對繞組線圈2的灌封澆注分為對在槽楔5中的內(nèi)部線圈2.1的灌封澆注和對鐵芯3兩端露出的端部線圈2.2的灌封澆注。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，需要用絕緣材料作為澆注材料對渦輪風(fēng)機(jī)定子的繞組線圈進(jìn)行澆注實(shí)現(xiàn)全灌封。而在澆注的過程中，需要避免澆注材料中存在氣泡。普通的澆注材料(例如環(huán)氧樹脂)大多由兩種液體混合制成，不同的液體混合在一起容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可能會(huì)產(chǎn)生微氣泡；另外，在混合不同液體時(shí)，通過攪拌也會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡。當(dāng)用有氣泡的澆注材料澆注到渦輪風(fēng)機(jī)定子中后，繞組線圈中的氣泡可能會(huì)導(dǎo)致?lián)舸?br>[0005]普通一體式的澆注模具不利于澆注材料中氣泡的排除，而且由于渦輪風(fēng)機(jī)定子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要作出與之相匹配的一體式澆注模具成本相對較高。傳統(tǒng)的分離式澆注模具由兩個(gè)管狀模具組成，分別套裝在渦輪風(fēng)機(jī)定子鐵芯的內(nèi)表面和外表面，將露出的端部線圈
2.2和所有槽楔5都圍住，從兩個(gè)管狀模具中間將澆注材料注入。這樣的分離式澆注模具雖然有利于澆注材料中氣泡的排出，但是澆注的高度尺寸和外形不可控制、澆注成型后的表面并不平坦。渦輪風(fēng)機(jī)定子在裝配時(shí)，對其表面的尺寸有一定要求，如果其表面不平坦，不滿足裝配要求，則需要對表面進(jìn)行處理，然而后續(xù)加工復(fù)雜，因此增加了生產(chǎn)成本和后續(xù)裝配難度。另一方面，使用傳統(tǒng)分離式澆注模具對內(nèi)部線圈2.1澆注時(shí)，會(huì)使渦輪風(fēng)機(jī)定子的槽楔5中會(huì)被填滿澆注材料。渦輪風(fēng)機(jī)定子的槽楔5中的內(nèi)部線圈2.2表面雖需要澆注，但是當(dāng)澆注材料填滿槽楔5后，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，若風(fēng)機(jī)冷卻不足，槽楔5中澆注材料受熱膨脹。由此，槽楔5中的澆注材料可能會(huì)與高速旋轉(zhuǎn)的渦輪風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生摩擦，引起安全事故。
[0006]因此，在渦輪風(fēng)機(jī)定子澆注的過程中，能設(shè)計(jì)出一種既有利于澆注材料中氣泡的排出，又能很好地控制澆注成形材料的尺寸，而且能保證在槽楔中留有足夠的膨脹間隙，并且結(jié)構(gòu)簡單，成本造價(jià)低的澆注裝置，以成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急于解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題提供一種渦輪風(fēng)機(jī)定子的灌裝澆注方法及其灌封澆注裝置，使渦輪風(fēng)機(jī)定子在灌封澆注的過程中既能使?jié)沧⒉牧现袣馀菖懦?，又能保證槽楔中留有一定的膨脹間隙，并且這種灌裝澆注裝置的結(jié)構(gòu)簡單，成本造價(jià)低還易于操作。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的一種渦輪風(fēng)機(jī)定子的灌封澆注方法，其特殊之處在于，包括如下步驟:
[0009]步驟一，將渦輪風(fēng)機(jī)定子的每個(gè)槽楔中都插入隔條，所述每根隔條位于對應(yīng)槽楔的根部，并將根部空腔填充，未被隔條填充的槽楔的頂部空腔為膨脹間隙；
[0010]步驟二，將渦輪風(fēng)機(jī)定子的澆注模具套裝在渦輪風(fēng)機(jī)定子上，所述澆注模具將渦輪風(fēng)機(jī)定子兩端露出鐵芯的端部線圈全部包裹在內(nèi)，并且不將膨脹間隙包裹在內(nèi)；
[0011]步驟三，將渦輪風(fēng)機(jī)定子豎向放置，使渦輪風(fēng)機(jī)定子的其中一端向上；
[0012]步驟四，向渦輪風(fēng)機(jī)定子向上一端的澆注模具內(nèi)注入澆注材料，對繞組線圈進(jìn)行灌封；
[0013]步驟五，對渦輪風(fēng)機(jī)定子進(jìn)行抽氣，使?jié)沧⒉牧现械臍馀菖疟M；
[0014]步驟六，然后將所述渦輪風(fēng)機(jī)定子靜置；
[0015]步驟七，將靜置后的渦輪風(fēng)機(jī)定子翻轉(zhuǎn)，使渦輪風(fēng)機(jī)定子未澆注的另一端向上；向渦輪風(fēng)機(jī)定子另一端的澆注模具內(nèi)注入澆注材料，重復(fù)步驟四至六;將所述澆注模具脫去，得到澆注完成后的渦輪風(fēng)機(jī)定子。
[0016]—種專用于上述渦輪風(fēng)機(jī)定子的澆注方法的渦輪風(fēng)機(jī)定子的灌封澆注裝置，其特殊之處在于:所述灌封澆注裝置包括澆注模具和多個(gè)能填充對應(yīng)槽楔根部空腔的隔條;所述澆注模具由兩個(gè)卡套組成，所述兩個(gè)卡套分別套裝在渦輪風(fēng)機(jī)定子兩端的端部線圈上；所述兩個(gè)卡套均為蓋狀結(jié)構(gòu)，所述每個(gè)卡套的一端都開設(shè)有用于容納對應(yīng)的端部線圈的環(huán)形深凹槽;所述環(huán)形深凹槽的內(nèi)端開設(shè)有至少一個(gè)透氣通孔和一個(gè)供渦輪風(fēng)機(jī)定子的電纜線穿過的電纜通孔;所述每根隔條的長度與對應(yīng)的槽楔的長度相同，所述每根隔條的形狀與對應(yīng)的槽楔根部空腔的形狀相配合。
[0017]進(jìn)一步地，所述環(huán)形深凹槽的環(huán)寬d大于繞組線圈的厚度且小于渦輪風(fēng)機(jī)定子的鐵芯的厚度，所述環(huán)形深凹槽的深度h大于端部線圈的高度;所述環(huán)形深凹槽的內(nèi)徑C、鐵芯的內(nèi)徑m與膨脹間隙的深度η滿足如下數(shù)學(xué)關(guān)系，(^ m+2n。
[0018]更進(jìn)一步地，所述隔條的材料與用于澆注渦輪風(fēng)機(jī)定子的材料相同。
[0019]再進(jìn)一步地，所述透氣通孔和電纜通孔沿圓周方向均勻地開設(shè)在環(huán)形深凹槽的內(nèi)端。
[0020]在上述技術(shù)方案中，所述環(huán)形深凹槽的開口端開設(shè)有用于卡合鐵芯端部的卡合環(huán)槽，所述卡合環(huán)槽與環(huán)形深凹槽同軸設(shè)置。
[0021]進(jìn)一步地，所述卡合環(huán)槽的環(huán)寬s與鐵芯的厚度相匹配且大于環(huán)形深凹槽的環(huán)寬
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[0022]再進(jìn)一步地，所述每個(gè)卡套的另一端還開設(shè)有環(huán)形淺凹槽;所述環(huán)形淺凹槽與環(huán)形深凹槽對應(yīng)且與透氣通孔和電纜通孔連通。
[0023]更進(jìn)一步地，所述每個(gè)卡套沿中心軸方向開設(shè)有中心通孔，所述中心通孔由卡套的一端延伸至另一端，并且與環(huán)形淺凹槽同軸設(shè)置，所述中心通孔的直徑f小于環(huán)形深凹槽的內(nèi)徑C。
[0024]在本發(fā)明所采用的灌封澆注方法中，將傳統(tǒng)的分離開放式模具改變?yōu)橐惑w式半封閉的模具。在對槽楔中內(nèi)部線圈澆注時(shí)，采用將固體的隔條插入每個(gè)槽楔根部空腔的方法來實(shí)現(xiàn)對內(nèi)部線圈的覆蓋，使?jié)B透至內(nèi)部線圈的澆注材料被隔條隔擋，從而澆注材料不會(huì)滲出；將每個(gè)槽楔的頂部空腔(槽楔靠近渦輪風(fēng)機(jī)中軸線的部分)留出作為膨脹間隙，從而避免了隔條因受熱膨脹而與高速旋轉(zhuǎn)的渦輪風(fēng)機(jī)定子接觸的風(fēng)險(xiǎn)。在每個(gè)槽楔中的內(nèi)部線圈被隔條覆蓋完成后將渦輪風(fēng)機(jī)定子套裝上澆注模具，從而完成繞組線圈的灌封澆注。在對端部線圈灌封澆注時(shí)，先澆注一端的端部線圈，使?jié)沧⒉牧贤ㄟ^一端的端部線圈慢慢的滲透到內(nèi)部線圈中；再澆注另一端的端部線圈，同樣的，澆注材料通過另一端的端部線圈滲透到內(nèi)部線圈中，從而完成整個(gè)繞組線圈的灌封澆注。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)中采用開放式模具的澆注灌封方法而言，使端部線圈的灌封后的形狀相對可控。另外在本發(fā)明所采用的灌封澆注方法中，對渦輪風(fēng)機(jī)定子灌封澆注的過程中采用抽氣，可以使?jié)沧⒉牧现械臍馀菖疟M，有效規(guī)避了繞組線圈在工作過程中被擊穿的風(fēng)險(xiǎn)。
[0025]在本發(fā)明所設(shè)計(jì)的渦輪風(fēng)機(jī)定子的灌裝澆注裝置中，除了多根隔條之外還包括兩個(gè)蓋狀的卡套。在卡套的一端開設(shè)有用于容納端部線圈的環(huán)形深凹槽，環(huán)形深凹槽的尺寸與端部線圈的尺寸相匹配，環(huán)形深凹槽的環(huán)寬大于繞組線圈的厚度且小于渦輪風(fēng)機(jī)定子的鐵芯的厚度，環(huán)形深凹槽的深度大于渦輪風(fēng)機(jī)定子一端露出的繞組線圈的高度。我們可以通過改變環(huán)形深凹槽的深度來控制包覆端部線圈的澆注材料的高度，以此來控制渦輪風(fēng)機(jī)定子的軸向的長度。這樣的結(jié)構(gòu)，使?jié)沧⒊尚魏蟮臐沧⒉牧霞饶軐⒗@組線圈完全包裹，又能保證渦輪風(fēng)機(jī)定子的軸向尺寸，而且使?jié)沧⒉牧媳砻嫫秸?，無需后續(xù)復(fù)雜的加工。所述環(huán)形深凹槽的內(nèi)徑c、鐵芯的內(nèi)徑m與膨脹間隙的深度η滿足如下數(shù)學(xué)關(guān)系，c 2m+2n。這樣的結(jié)構(gòu)使膨脹間隙與環(huán)形深凹槽相互不連通，從而使端部線圈在被澆注時(shí)，澆注材料不會(huì)流入膨脹間隙中。
[0026]在環(huán)形深凹槽的內(nèi)端開設(shè)有透氣通孔和電纜通孔，透氣通孔的作用是用于向卡套中注入澆注材料和排出澆注材料中的氣泡；電纜通孔用于引出電纜線；另外在渦輪風(fēng)機(jī)定子的另一端由于無電纜線引出，該卡套上的電纜通孔此時(shí)的作用和透氣通孔的作用相同。雖然渦輪風(fēng)機(jī)定子兩端的結(jié)構(gòu)不相同(一端的繞組線圈有電纜線引出，另一端無電纜線引出)，但是兩端所設(shè)置的卡套結(jié)構(gòu)使完全一樣的，因此制造成本會(huì)大大降低。
[0027]透氣通孔和電纜通孔沿圓周方向均勻地開設(shè)在環(huán)形深凹槽的內(nèi)端，這樣的結(jié)構(gòu)使?jié)沧⒉牧现械臍馀菘梢跃鶆?、高效地排出，有利于保證定子澆注的質(zhì)量。
[0028]環(huán)形深凹槽的開口端開設(shè)有用于卡合鐵芯端部的卡合環(huán)槽，卡合環(huán)槽與環(huán)形深凹槽同軸設(shè)置。所述卡合環(huán)槽的作用是使卡套能緊密牢固的安裝在渦輪風(fēng)機(jī)定子的兩端，卡合環(huán)槽的尺寸與鐵芯兩端的厚度相配合，澆注時(shí)，使卡套中的澆注材料不滲出卡套。卡套的另一端開設(shè)有與環(huán)形深凹槽對應(yīng)設(shè)置的環(huán)形淺凹槽，所述環(huán)形淺凹槽與每個(gè)透氣通孔和電纜通孔連通。在澆注排氣的過程中，澆注材料中的氣泡會(huì)膨脹從各個(gè)透氣通孔和電纜通孔冒出，部分澆注材料也伴隨氣泡溢出。當(dāng)氣泡被排出破裂后，部分澆注材料也將從新回流入各個(gè)通孔中。所以環(huán)形淺凹槽的作用在于容納從透氣通孔和電纜通孔中溢出的澆注材料。
[0029]卡套中心軸上設(shè)置的中心通孔即方便于操作人員對卡套的套裝和取下，又方便操作人員在澆注的過程中對渦輪風(fēng)機(jī)定子內(nèi)膛的觀測。
[0030]在本發(fā)明所設(shè)計(jì)的渦輪風(fēng)機(jī)定子灌裝澆注裝置的使用方法中，通過重復(fù)澆注和抽氣的方法，使得渦輪風(fēng)機(jī)定子中的澆注材料將氣泡慢慢排盡，而且整個(gè)操作過程非常簡單。
[0031]綜上所述，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的渦輪風(fēng)機(jī)定子的灌裝澆注裝置，可以簡單方便地實(shí)現(xiàn)定子的澆注，所述澆注裝置一方面可以有效地排出澆注材料中的氣體，使得兩端露出的繞組線圈的澆注表面平整，另一方面，采用固體隔條阻隔的形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整體澆注方式，使得槽楔內(nèi)保留有膨脹間隙，消除了渦輪風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子與其轉(zhuǎn)子摩擦的危險(xiǎn)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，安全可靠并且成本造價(jià)低廉。