转子碳纤维复材端箍成型工装及制备方法技术

本发明专利技术涉及转子端箍技术领域，特别涉及转子碳纤维复材端箍技术领域，具体为转子碳纤维复材端箍成型工装及制备方法。其为了解决现有的干法缠绕成型制备方法易对转子绝缘结构造成损伤以及生产效率低的问题，故提供了一种新的转子碳纤维复材端箍成型工装及制备方法，包括转轴以及至少一组芯胎组件，每组芯胎组件均包括两个环状的端板，两个端板可拆卸套固于转轴上且两个端板之间设有轴向距离，两个端板的轴向距离之间夹固有与端板同轴布置的环状的芯胎。本发明专利技术解决了现有的干法缠绕成型制备方法易对转子绝缘结构造成损伤以及生产效率低的问题，结构巧妙且能实现多个端箍同时制作，实用性强。实用性强。实用性强。

【技术实现步骤摘要】
转子碳纤维复材端箍成型工装及制备方法


[0001]本专利技术涉及转子端箍
，特别涉及转子碳纤维复材端箍
，具体为转子碳纤维复材端箍成型工装及制备方法。

技术介绍

[0002]转子端箍为筒状（一般为直筒或两端喇叭状）结构，是绕线式电机转子的重要部件，其作用是绑扎固定转子线圈端部，使转子端部外圆在一定的尺寸范围内，以保证定、转子气隙尺寸，确保电机的正常运行。
[0003]电机运行过程中，转子线圈端部的离心力、热应力使线圈端部在径向方向上向外扩张，外径增大，端箍承受非均匀的径向、轴向作用力，端箍在径向、轴向方向上需具备一定的强度以约束转子线圈端部在径向方向上扩张；同时，电机运行过程中转子承受的电压较大，端箍需具备一定的绝缘性能，以防止放电，故转子端箍需具备一定的强度与绝缘性能。
[0004]随着双馈风力发电机设计功率不断增大，转子线速度的不断提高，无纬带端箍强度已不能满足5MW以上电机的使用要求，需制作强度更高的碳纤维复材端箍以满足产品使用要求。碳纤维复材端箍的成型制备方法主要有湿法缠绕成型和干法缠绕成型；湿法缠绕成型即根据转子端箍结构设计端箍成型工装，碳纤维原丝过胶后在工装上以一定的拉力缠绕成型，固化脱模后再将制备好的端箍装配于转子线圈端部，采用此成型制备方法的转子端箍可独立制作，易实现批量化生产，但湿法缠绕过程中现场制作环境差，气味大，故现在多采用干法缠绕成型；现有的干法缠绕成型多采用碳纤维预浸带和无纬带在转子产品端部直接缠绕、固化成型，在转子固化时整个转子的绝缘结构需经历固化温度、固化时间，易对转子结缘结构造成一定的损伤；同时，待上工序转子制作完成后，才能以转子端部结构为缠绕工装进行缠绕，使得端箍不能作为一个构件进行生产，延长了电机生产周期；另外，因转子轴向尺寸较大，一次只能固化一台转子，生产效率低。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有的干法缠绕成型制备方法易对转子绝缘结构造成损伤以及生产效率低的问题，故提供了一种新的转子碳纤维复材端箍成型工装及制备方法。本专利技术是采用如下技术方案实现的：转子碳纤维复材端箍成型工装，包括转轴以及至少一组芯胎组件，每组芯胎组件均包括两个环状的端板，两个端板可拆卸套固于（本领域技术人员公知：可拆卸套固于即转轴与端板之间过渡配合加定位键连接，使得端板既能随转轴旋转，也能将端板从转轴上拆卸下来）转轴上且两个端板之间设有轴向距离，两个端板的轴向距离之间夹固有与端板同轴布置的环状的芯胎。
[0006]使用时，芯胎组件可根据实际需要制备的情况，选择组数，以提高生产效率，同时通过替换不同规格的芯胎来满足制备不同规格的端箍需求。
[0007]进一步地，每组芯胎组件中的两个端板的相对端面上均设有定位卡槽，芯胎的两端面均设有与定位卡槽相适配（相当于过渡配合）的定位凸台，每组芯胎组件的两个端板的
非相对端面上均设有与定位卡槽同轴且贯通的螺纹孔，螺纹孔内配套有顶进螺栓。定位卡槽与定位凸台的结构方便定位芯胎的径向位置，顶进螺栓与螺纹孔的结构方便转子碳纤维复材固化完成后将端板上的定位卡槽与芯胎上的定位凸台分离（本领域技术人员公知，分离之前可整体将芯胎组件从转轴上拆卸或者移动芯胎组件的位置直至两个端板的外侧留有余量，便于芯胎与端板分离），分离时只需旋拧顶进螺栓且顶进螺栓的底端顶住定位凸台，定位凸台推动芯胎，从而使得芯胎的定位凸台脱离端板的定位卡槽，具体操作时，需让芯胎的两端先后依次与端板脱离。
[0008]进一步地，每组芯胎组件的两个端板的相对的两个端面的外边缘均设有止口且芯胎的外圆周面的两端边缘直径与止口的直径相等，方便固定转子碳纤维复材端箍的长度和内径。
[0009]进一步地，每组芯胎组件的两个端板上均设有其轴向为水平方向布置的阶梯通孔，每组芯胎组件的两个阶梯通孔的小直径端相对布置，螺杆穿过两个阶梯通孔后螺杆的两端位于阶梯通孔的大直径端且拧于定位螺母，用于拉紧定位两个端板的轴向距离。
[0010]进一步地，相邻两组芯胎组件之间设有限位环，位于最左侧的芯胎组件的左侧通过定位锁紧螺母实现轴向的左定位，位于最右侧的芯胎组件的右侧通过转轴上设置的轴肩实现轴向的右定位，对芯胎组件的轴向进行进一步定位，增加该工装使用时的稳定性。
[0011]进一步地，芯胎由多个周向等分的分瓣模块周向拼接而成且相邻两个分瓣模块之间设有方便安装与拆卸的微小间隙，每个分瓣模块的两端面均配套有两个定位凸台，顶进螺栓、定位卡槽与定位凸台相适配，分瓣式模块结构设计实现人工立式便捷拆装，安装时不占用调运设备，且能保证端箍成型尺寸精度。
[0012]一种转子碳纤维复材端箍的制备方法，包括如下步骤：1）转子碳纤维复材端箍工装装夹于转轴旋转驱动设备；2）在芯胎外周面上缠绕一定厚度的无纬带，缠绕无纬带的两端打挡边带（挡边带为具有一定绝缘性能的制品，确保端箍两个端面的绝缘性能）；3）将碳纤维预浸带实体端部固定于缠绕有无纬带的芯胎上，碳纤维预浸带PE膜端部固定于撕膜滚轮上，将撕膜滚轮线速度与碳纤维预浸带缠绕线速度调成一致后进行碳纤维预浸带实体的缠绕；4）将缠绕有碳纤维预浸带的芯胎上绕制一定厚度的无纬带（内、外两层无纬带缠绕结构确保端箍内、外圈的绝缘性能），完成了转子碳纤维复材在芯胎上的缠绕；5）将转子碳纤维复材端箍工装整体从转轴旋转驱动设备上取下后放置入固化设备中进行固化处理；6）将固化后的转子碳纤维复材从转子碳纤维复材端箍工装中取下，完成端箍的制备。
[0013]本专利技术所产生的有益效果如下：该专利技术解决了现有的干法缠绕成型制备方法易对转子绝缘结构造成损伤以及生产效率低的问题，结构巧妙且能实现多个端箍同时制作，实用性强；同时，替换芯胎组件即可制备出不同规格的端箍，提高了工装的适用性和复用率；另外，也可通过在转轴上装配不同规格大小的芯胎组件实现同时制备不同规格大小的端箍，实现多工位高效益生产。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为芯胎与端板装配处的局部放大结构示意图；图3为端板的侧视图；
图4为芯胎的结构示意图；图5为图4的A
‑
A剖视图；图6为图5的分瓣处结构示意图；图7为图4中B处的局部放大示意图；图8为成型后的端箍结构示意图。
[0015]图中：1—转轴，2—端板，3—芯胎，4—定位卡槽，5—定位凸台，6—顶进螺栓，7—阶梯通孔，8—定位螺母，9—螺杆，10—止口，11—轴肩，12—分瓣模块，13—U型把手，14—端箍，15
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螺纹孔。
具体实施方式
[0016]如图1所示，转子碳纤维复材端箍成型工装，包括转轴1以及至少一组芯胎组件，每组芯胎组件均包括两个环状的端板2，两个端板2可拆卸套固于（本领域技术人员公知：可拆卸套固于即转轴1与端板2之间过渡配合加定位键连接，使得端板2既能随转轴1旋转，也能将端板2从转轴1上拆卸下来）转轴1上且两个端板2之间设有轴向距离，两个端板2的轴向距离之间夹固有与端板2同轴布置的环状的芯胎3。
[0017]使用时，芯胎组件可根据实际需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.转子碳纤维复材端箍成型工装，其特征在于，包括转轴（1）以及至少一组芯胎组件，每组芯胎组件均包括两个环状的端板（2），两个端板（2）可拆卸套固于转轴（1）上且两个端板（2）之间设有轴向距离，两个端板（2）的轴向距离之间夹固有与端板（2）同轴布置的环状的芯胎（3）。2.根据权利要求1所述的转子碳纤维复材端箍成型工装，其特征在于，每组芯胎组件中的两个端板（2）的相对端面上均设有定位卡槽（4），芯胎（3）的两端面均设有与定位卡槽（4）相适配的定位凸台（5），每组芯胎组件的两个端板（2）的非相对端面上均设有与定位卡槽（4）同轴且贯通的螺纹孔（15），螺纹孔（15）内配套有顶进螺栓（6）。3.根据权利要求2所述的转子碳纤维复材端箍成型工装，其特征在于，每组芯胎组件的两个端板（2）上均设有其轴向为水平方向布置的阶梯通孔（7），每组芯胎组件的两个阶梯通孔（7）的小直径端相对布置，螺杆（9）穿过两个阶梯通孔（7）后螺杆（9）的两端位于阶梯通孔（7）的大直径端且拧于定位螺母（8）。4.根据权利要求3所述的转子碳纤维复材端箍成型工装，其特征在于，每组芯胎组件的两个端板（2）的相对的两个端面的外边缘均设有止口（10）且芯胎（3）的外圆周面的两端边缘直径与止口（10）的内径相等。5.根据权利要求4所述的转子碳纤维复材端箍成型工装，其特征在于，相邻两组芯胎组件之间设有限位环，位于最左侧的芯胎组件的左侧通过定位锁紧螺母实现轴向的左定位，位于最右侧的芯胎组件的右侧通过转轴（1）上设置的轴肩（11）实现轴向的右定位。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：武媛，韩振善，谢贵生，齐影，王华煜，雷洋，师江涛，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：