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一種風電產品扣接端板及模具工藝

2024-1-16 來源：中車永濟電機有限公司作者：任銀兵薛金良

【摘要】: 某產品端板長期采用進口自粘接端板，價格昂貴且壽命低。自主設計制作端板扣點、疊壓模具，替代進口自粘接端板，提高端板性能，降低端板采購成本。

【關鍵詞】: 自粘接端板 ; 扣點 ; 疊壓模具

1. 序言

目前直驅風力發電機定子端板采用厚度0.65mm 表面帶自粘漆的沖片，再將定子沖片200 片分成 10 份放在疊壓裝置中，經整形、校正和定位固定后，不齊度小于 0.1mm 時疊好，疊好后的定子扇形沖片送入油壓機加壓、加熱180℃、保溫 2h 及保壓，最后制成 13mm 的成品粘接端板，疊壓后粘接端板組裝在鐵心上下兩層，對中間疊壓的沖片起到壓緊和定位作用。

風電沖片疊壓時，中間采用通風槽板間隔，上下端采用自粘接端板。自粘接端板在加熱過程中因表面的自粘漆而易產生滑片，在加壓過程中定子沖片會存在壓應力的釋放，嚴重影響成形后的端板成形尺寸、不齊度、垂直度、疊壓系數和磁極鐵心疊壓片的粘接強度，故成品的廢品率較高。而且粘接端板均為進口材料，價格昂貴，采購成本較高。2020 年由于市場形勢轉變，進口自粘接端板無法保證正常供貨，生產周期長。自粘接端板沖片上面涂層膠，與普通材質的沖片相比，對模具也有一定的影響。

2. 制定目標

與風電產品技術人員溝通，了解端板的使用環境及質量要求。自主設計、制作端板扣點、疊壓模具，與自粘接端板進行性能、價格對比。主要需考慮扣點疊壓后的承受力、齒脹是否滿足要求。減少熱壓成形工序，降低發電機粘接端板材料的采購成本，降低廢品率，提高沖裁模具的使用壽命，扣點模具標準化，其他風電產品系列的端板也可按此進行工藝方案的改進。

3. 解決方案

根據目標，提出解決方案如下。

1）利用級進模具的扣點、疊壓技術，設計定子沖片扣點、疊壓單工序模具。

根據風電產品定子端板的參數技術要求，設計了扣點大小、位置以及沖扣點的深度要求，扣點沖片如圖 1 所示。設計扣點模具（見圖 2、圖 3）、疊壓模具（見圖 4、圖 5），模具性能符合設計要求。取 40 張扣接沖片，其中一張為透片，完成疊壓（見圖 6）。對疊壓好的沖片即扣接端板（見圖 7）施加 35MPa 的壓力，保壓 0.5h，確保扣接牢靠，不齊度小于 0.1mm。清理槽內雜物，確保無凸片、毛刺、油污、開裂及生銹等現象。

2）疊壓成品后，根據端板技術要求進行技術參數驗證。對扣接端板分別進行齒部形變測試、徑向位移測量及剝離測試（見圖 8~ 圖 10）。①齒部形變測試 : 以單個齒為單位，將扣接端板根部虛線區域固定，在虛線區域外齒部上端面均勻施加 450N 的力，要求齒部變形 <2mm。②徑向位移測量 : 將扣接端板下側固定，上部徑向施加每個扣點 5kN 的力，沖片不允許有相對位移。③剝離測試 : 以單個齒為單位，使用 450N 的力進行分離測試，不得有分離、脫落等現象。