2019年磁極壓板畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書課題名稱： 磁極壓板工藝工裝設(shè)計(jì)與數(shù)控編程學(xué)生姓名屠迦勒學(xué)號(hào)0905023434所在學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)數(shù)控技術(shù)班級(jí)數(shù)控0934指導(dǎo)教師章光偉姚慶祺浙江工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文起訖時(shí)間：2012年2月13日～2012年4月9日2浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書磁極壓板工藝工裝設(shè)計(jì)與數(shù)控編程摘 要水輪發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)是：極數(shù)多，直徑大，軸向長度短，整個(gè)轉(zhuǎn)子在外形上與汽輪發(fā)電機(jī)大不相同。大多數(shù)水輪發(fā)電機(jī)為立式。水輪發(fā)電機(jī)的直徑很大，定子鐵心由扇形電工鋼片拼裝疊成。為了散熱的需要，定子鐵心中留有徑向通風(fēng)溝。轉(zhuǎn)子磁極由厚度為1～2mm的鋼片疊成；磁極兩端有磁極壓板，用來壓緊磁極沖片和固定磁極繞組。有些發(fā)電機(jī)磁極的極靴上開有一些槽，槽內(nèi)放上銅條，并用端環(huán)將所有銅條連在一起構(gòu)成阻尼繞組，其作用是用來擬制短路電流和減弱電機(jī)振蕩，在電動(dòng)機(jī)中作為起動(dòng)繞組用。關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；水輪機(jī)； 磁極壓板的造型；裝配圖； 編程； 工藝AbstractGeneratorischaracterizedby:averyfewmorelargediameter,shortaxiallength,thegeneratorrotorandverydifferentinappearance.Mostgeneratorforthevertical.Thediameterofalargeturbinegeneratorstatorcoreassembledquartetbuiltbythefanelectricalsteelsheet.Theneedforcoolingthestatorironheartsofleftradialventilationgroove.Bythethicknessoftherotorpole1~2mmofsteelquartetbuilt;magneticpolesateachendplate,usedtocompressafixedmagneticpolepunchingandwinding.Someoftheverybootsonthepolegeneratorshavesomeslotsopen,tankplacedcopper,andcopperbyendringswillallbeconnectedtogethertoformthedamperwinding,itsroleisreducedtofictionshortcircuitcurrentandmotorvibration,themotorusedasastartingwinding.Keywordspoleshapeprogrammingprocess:turbinedrawingI浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書目 錄摘要.........................................................................................................................I目錄.........................................................................................................................i第1章緒論...............................................................................................................11.1引言................................................................................................................................11.2主要機(jī)械結(jié)構(gòu)分析........................................................................................................1第2章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).......................................................................................................3第5章結(jié)論...............................................................................................................8參考文獻(xiàn)...........................................................................................................9致謝.....................................................................................................................10i浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第1章緒論1引言水輪發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)是：極數(shù)多，直徑大，軸向長度短，整個(gè)轉(zhuǎn)子在外形上與汽輪發(fā)電機(jī)大不相同。大多數(shù)水輪發(fā)電機(jī)為立式。水輪發(fā)電機(jī)的直徑很大，定子鐵心由扇形電工鋼片拼裝疊成。為了散熱的需要，定子鐵心中留有徑向通風(fēng)溝。轉(zhuǎn)子磁極由厚度為1～2mm的鋼片疊成；磁極兩端有磁極壓板，用來壓緊磁極沖片和固定磁極繞組。有些發(fā)電機(jī)磁極的極靴上開有一些槽，槽內(nèi)放上銅條，并用端環(huán)將所有銅條連在一起構(gòu)成阻尼繞組，其作用是用來擬制短路電流和減弱電機(jī)振蕩，在電動(dòng)機(jī)中作為起動(dòng)繞組用。磁極與磁極軛部采用T形或鴿尾形連接。發(fā)電機(jī)采用臥軸兩支點(diǎn)結(jié)構(gòu)型式。該結(jié)構(gòu)是近年發(fā)展起來的一種較好的結(jié)構(gòu)型式，由于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直接與發(fā)電機(jī)主軸相聯(lián)，其結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，安裝調(diào)試方便，能很好地滿足地下廠房對(duì)機(jī)組占地的限制。但是，由于機(jī)組飛逸轉(zhuǎn)速為1790r／min，一般要求臨界轉(zhuǎn)速不小于1.2倍的飛逸轉(zhuǎn)速。采用兩支點(diǎn)后，軸系受力發(fā)生了很大變化：一是少了一個(gè)支點(diǎn)，二是軸的外伸端增加了載荷，臨界轉(zhuǎn)速大為降低。通過調(diào)整支點(diǎn)間的距離及軸頸直徑，滿足了機(jī)組對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的要求。為滿足機(jī)組在飛逸工況下的安全可靠性，轉(zhuǎn)動(dòng)部件的應(yīng)力須嚴(yán)格控制。由于該機(jī)組飛逸工況時(shí)的離心力系數(shù)高達(dá) 36倍，常規(guī)的磁極結(jié)構(gòu)很難滿足要求，而有些設(shè)計(jì)資料上介紹的梳齒結(jié)構(gòu)其相關(guān)零部件的應(yīng)力值亦很高，須采用具有較高抗拉強(qiáng)度的合金鋼，且結(jié)構(gòu)不理想，不能直接套用。為解決這一問題，提出了一種更為合理的梳齒式實(shí)心磁極結(jié)構(gòu)，不僅降低了相關(guān)零部件的應(yīng)力，對(duì)材質(zhì)的要求不高，且加工量亦有所下降。該實(shí)心磁極由軸、磁軛、極身整鍛而成，固定勵(lì)磁繞組的極靴則作成分離式極靴塊，分段嵌入極身相應(yīng)的槽中，形成梳齒狀，并通過鋼銷將其緊固于極身上，這樣可最大限度地減輕分離件的質(zhì)量。1浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1.2 主要機(jī)械結(jié)構(gòu)分析螺桿把緊結(jié)構(gòu)TAW系列增安型無劇勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁極由磁極鐵心與磁極線圈組成，磁極鐵心由磁極壓板、磁極沖片、銷桿、磁極鉚釘?shù)冉M成。磁軛也叫輪環(huán)。它的作用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和固定磁極，同時(shí)也是磁路的一部分。磁軛由扇形磁軛沖片、通風(fēng)槽片、定位銷、拉緊鏍桿、磁軛上壓板、磁軛鍵、鎖定板、卡鍵、下壓板等組成。磁極是產(chǎn)生磁場(chǎng)的部件，由襲擊鐵芯、磁極線圈、阻尼繞組及極靴等組成。磁極線圈由銅線或是鋁線制成，立繞再磁極鐵心的外表面上，匝與匝之間用石棉紙板絕緣。線圈饒好后經(jīng)浸膠熱壓處理，形成堅(jiān)固的整體。阻尼繞組的作用是當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生振蕩時(shí)七阻尼作用，使發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。在不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，它能提高擔(dān)負(fù)不對(duì)稱負(fù)載的能力。而實(shí)心磁極因?yàn)楸旧碛泻芎玫淖枘嶙饔茫什挥迷谘b設(shè)阻尼繞組。磁極壓板采用精密鑄造的磁極壓板上端部制有安裝阻尼條的臺(tái)肩，磁極壓板上開有拉桿孔，在拉桿孔內(nèi)焊裝有拉桿。本實(shí)用新型只需加工磁極壓板的一側(cè)面和延伸部位的底面，加工量均為２毫米，磁極壓板上端部制有安裝阻尼條的臺(tái)肩，無需加工安裝阻尼條的阻尼孔；在磁極壓板上開有拉桿孔，并在拉桿孔內(nèi)焊裝拉桿。這樣不僅可減少了磁極壓板表面的加工余量，降低了原材料的耗用量；同時(shí)還可簡化加工工藝、降低發(fā)電機(jī)的制造成本。2浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第2章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（黑體，小二號(hào)）電機(jī)設(shè)計(jì)及制造的特點(diǎn)實(shí)心磁極的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造方法；實(shí)心磁極電磁計(jì)算方法的特殊性；負(fù)荷較大軸承軸瓦溫度的控制；高轉(zhuǎn)速機(jī)組振動(dòng)和噪音的抑制等。5.2發(fā)電機(jī)的基本數(shù)據(jù)SFW5000 －6／1730kW 5000V 6300A 572.80.8( 滯后)Hz 50r·min－1 10003浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書r·min－1 17905.3電磁設(shè)計(jì)在電磁計(jì)算時(shí)，針對(duì)該機(jī)組的特殊性，經(jīng)過多方案比較，得出了一個(gè)較佳的電磁方案。在電磁方案選擇時(shí)，著重考慮了以下幾方面。由于飛逸轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)子須采用實(shí)心磁極結(jié)構(gòu)。實(shí)心磁極本身具有較強(qiáng)的阻尼作用，因此不再增設(shè)阻尼繞組，從而簡化了轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了承受較高機(jī)械應(yīng)力的能力。定子每極每相槽數(shù)q采用“整數(shù)＋1／2”。由于無常規(guī)阻尼結(jié)構(gòu)，可有效地降低一次齒諧波，亦可避免因采用整數(shù)槽后可能出現(xiàn)的較大電壓波形畸變，從而保證發(fā)電機(jī)的發(fā)電質(zhì)量。轉(zhuǎn)子采用實(shí)心磁極結(jié)構(gòu)后，對(duì)磁極表面損耗和一些時(shí)間參數(shù)的計(jì)算應(yīng)作相應(yīng)的修正。為降低極靴表面損耗，定子槽寬bs與氣隙δ之比宜小于1.5。氣隙δ宜取偏大值，以降低電磁振動(dòng)和噪音，使機(jī)組的整體性能較好。這樣即便短路比大些，多用一些銅材也是有益的。采用較低的極身磁密和散熱較好的分離式極靴塊。分離式極靴塊與極身之間，在磁極外表面沿軸向形成一定尺寸的溝槽，以增大等效氣隙和散熱表面，可有效地防止極靴表面局部過熱。該發(fā)電機(jī)采用軸向鼓風(fēng)作用強(qiáng)、效率高、工藝簡便的平板旋槳式風(fēng)扇，形成以軸向通風(fēng)為主的徑、軸向雙路徑通風(fēng)系統(tǒng)。采取密閉自循環(huán)空氣冷卻器冷卻方式。5.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)采用臥軸兩支點(diǎn)結(jié)構(gòu)型式。該結(jié)構(gòu)是近年發(fā)展起來的一種較好的結(jié)4浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書構(gòu)型式，由于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直接與發(fā)電機(jī)主軸相聯(lián)，其結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，安裝調(diào)試方便，能很好地滿足地下廠房對(duì)機(jī)組占地的限制。但是，由于機(jī)組飛逸轉(zhuǎn)速為1790r／min，一般要求臨界轉(zhuǎn)速不小于1.2倍的飛逸轉(zhuǎn)速。采用兩支點(diǎn)后，軸系受力發(fā)生了很大變化：一是少了一個(gè)支點(diǎn)，二是軸的外伸端增加了載荷，臨界轉(zhuǎn)速大為降低。通過調(diào)整支點(diǎn)間的距離及軸頸直徑，滿足了機(jī)組對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的要求。為滿足機(jī)組在飛逸工況下的安全可靠性，轉(zhuǎn)動(dòng)部件的應(yīng)力須嚴(yán)格控制。由于該機(jī)組飛逸工況時(shí)的離心力系數(shù)高達(dá)36倍，常規(guī)的磁極結(jié)構(gòu)很難滿足要求，而有些設(shè)計(jì)資料上介紹的梳齒結(jié)構(gòu)其相關(guān)零部件的應(yīng)力值亦很高，須采用具有較高抗拉強(qiáng)度的合金鋼，且結(jié)構(gòu)不理想，不能直接套用。為解決這一問題，提出了一種更為合理的梳齒式實(shí)心磁極結(jié)構(gòu)，不僅降低了相關(guān)零部件的應(yīng)力，對(duì)材質(zhì)的要求不高，且加工量亦有所下降。該實(shí)心磁極由軸、磁軛、極身整鍛而成，固定勵(lì)磁繞組的極靴則作成分離式極靴塊，分段嵌入極身相應(yīng)的槽中，形成梳齒狀，并通過鋼銷將其緊固于極身上，這樣可最大限度地減輕分離件的質(zhì)量，降低分離件的離心力，從而控制相關(guān)部件在飛逸工況下所承受的應(yīng)力。同時(shí)，危險(xiǎn)斷面的應(yīng)力得到了合理分配， 與傳統(tǒng)的幾種實(shí)心磁極相比， 結(jié)構(gòu)更趨合理。下面是相關(guān)部件飛逸工況下危險(xiǎn)斷面的應(yīng)力值 (單位：MPa)：鋼銷剪應(yīng)力 61極靴塊彎曲應(yīng)力 220端部剪應(yīng)力 65端部彎曲應(yīng)力 268由于發(fā)電機(jī)容量較大，使用于較高水頭和較大流量的配套水輪機(jī)，使得發(fā)電機(jī)軸承需要承受較大的水推力和徑向力，這樣，軸承負(fù)荷系數(shù) K＝(PV3)1／25浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書很大，達(dá)265，其發(fā)熱量及所需冷卻循環(huán)油量較大。在徑向推力軸承設(shè)計(jì)時(shí)，首次采用了與內(nèi)外循環(huán)并列的復(fù)合循環(huán)結(jié)構(gòu)，而該結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的復(fù)合循環(huán)亦有很大區(qū)別。圖2-1 磁極壓板結(jié)構(gòu)示意圖圖2-2 受力分析6浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書7浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第5章 結(jié)論時(shí)間總是匆匆，來也匆匆，去也匆匆。轉(zhuǎn)眼間大學(xué)三年時(shí)間就要和我們說過去，象牙塔中的我們要走出大門，踏進(jìn)社會(huì)的大門，這時(shí)的我們才感覺時(shí)間過的真快，要是再有這么一段時(shí)間我一定好好的珍惜。水輪機(jī)磁極壓板數(shù)控加工技術(shù)是當(dāng)今世界發(fā)電設(shè)備制造業(yè)中的最先進(jìn)高技術(shù)之一，水輪機(jī)磁極壓板數(shù)控加工涉及到計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品三維造型技術(shù)，計(jì)算機(jī)模擬及仿真加工技術(shù)，三軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床仿真及后置處理，針對(duì)壓板的合理加工工藝方案，裝夾定位技術(shù)與夾具設(shè)計(jì)與制造，加工方案配以合理的刀具和切削參數(shù)，以及毛坯制造等多個(gè)環(huán)節(jié)和多方面的技術(shù)。通過此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我明白自己有很多方面還須要努力。在壓板造型方面還存在著很多不足，對(duì)于防真加工與編程方面也有些難度，雖然圖是編程好了，但考慮的東西還不是很足，像用哪些刀，刀路怎么走，表面精度等等。以后還須要在造型與編程方面都下功夫。8浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書參 考 文 獻(xiàn)樓夢(mèng)麟．變參數(shù)土層的動(dòng)力特性和地震反應(yīng)分析[J]．同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，25（2）：155-160．（期刊文獻(xiàn)格式）[2]李剛．船用齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，（著作圖書文獻(xiàn)2007．格式）[1]哈爾濱大電機(jī)研究所編.水輪機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.6沈鴻主編