专利名称：Horizontal assembly of stator core using keybar extensions的制作方法
技术领域：
本发明涉及发电机定子芯的组装。更具体地，本发明涉及使用键条延伸部作为放 置叠片和环形体的轨道来水平组装定子芯。
背景技术：
发电机定子芯是涡轮发电机组中的最大整体部件。定子芯由数千个薄钢叠片制 成，所述叠片被堆叠、按压和夹持在一起成为定子芯的大型柱体形状。夹持由于若干原因是 必要的，但主要是确保在单元操作期间施加的力的作用下保持几何形状。不适当的夹持可 能由于磁脉冲和/或芯椭圆形扩张而导致发电机运行期间的叠片振动。通常，定子芯在最终安装地点被组装。然而，定子芯的大的尺寸导致定子芯的制造 复杂，包括对大量占地面积的需要、高的起重机要求、制造的前置时间和其它相关的制造困 难。例如，如果芯被直接堆叠在定子框架中，那么框架必须在任何制造步骤可能发生之前被 运送到所述地点。另外，需要中间芯按压设备来以递增的长度将叠片按压和夹持在一起。另 一方面，如果在外部固定装置中制造定子芯，那么外部固定装置本身将增加制造成本并且 需要附加的现场占地面积且仍然需要使用重型起重机。Sargeant的美国专利5，875，540 (通过引用并入本文)通过首先将多个叠片组装 成不同的组(称为环形体)，然后堆叠这些环形体以形成定子芯，从而克服现有技术中的某 些问题。这与单独组装叠片相比节省了大量的组装时间，并且生产出具有较少缺陷的定子芯。当环形体中的各个叠片或者叠片组安装到芯中时，所述叠片接合所谓的键条。键 条本质上是杆，其延伸定子芯的内部长度并且为叠片提供钩入点(hook-in spot)。图1图 示出没有任何叠片的定子框架。键条6延伸定子框架2的内部长度，并且通常通过定子支 撑环4附连到框架。所述现有技术要求叠片和环形体被竖直地堆叠，使用重力来引导环形体就位。这 可导致在相当大的时间段中对定子芯和周围区域的大规模的重新排布和设置。使用现有 技术，用叠片集合体水平地堆叠芯是极为困难的，并且基本上排除了大的集合体，例如环形 体。所需要的是一种水平堆叠叠片和环形体的方法和设备。这在最初并非针对这种组装所设计的预先存在的定子框架中是特别需要的，在所述组装中竖直堆叠是不实用的并且还另 外限制了空间。
发明内容
有鉴于此，根据本发明的方法和设备有助于水平堆叠叠片和环形体以形成定子 芯。定子发电机框架具有沿框架的轴向长度延伸的多个键条。叠片在其内具有槽，所述槽 接合键条以提供叠片与发电机框架的可靠配合。通过使两个或更多个键条延伸，这些延伸 部可用作轨道，叠片和环形体在所述轨道上可水平插入定子框架中。键条可以通过多种技术被延伸，所述技术例如是拧入、邻接、脚手架、榫槽接合等。 键条延伸部可放置在围绕定子框架的多个不同位置。这些延伸部因此可从多种不同位置支 撑叠片，例如从下方、上方、侧方或其组合。根据本发明的这些和其它目的、特征及优点在一个实施例中通过在定子框架内水 平堆叠定子芯的方法来提供，所述方法包括使多个键条从定子框架延伸，然后将叠片安装 在延伸的键条上。叠片随后沿着键条滑动或者滚动到定子框架中的位置。一旦叠片处于定 子框架中的位置，延伸部就被移除。在一个具体实施例中，滑垫被放置在叠片和延伸的键条之间。这允许叠片更容易 地滑动就位。滑垫将最初放置在叠片和延伸的键条之间，然而，滑垫也可用在未延伸的键条 上，当叠片滑动进入定子框架中时所述叠片将接合所述未延伸的键条。在某些实施例中，滑 垫在叠片滑动就位之后被移除。在另一个具体实施例中，使多个键条延伸包括两个键条被延伸。在相关的实施例 中，所述两个键条在大约第4和第8位置或者在大约第5和第7位置处从定子框架的下部 延伸。这些位置指的是标准钟表的数字排列。在又一个具体实施例中，延伸的键条以一定锥度终止，并且在另一个具体实施例 中，键条具有构造螺栓的样式。延伸部可以是例如拧入式假体(screw-in prosthetics) 0 叠片可以通过多种技术定位到延伸的键条上，例如通过起重机、滑轮、叉车等。
参考附图通过示例更详细地解释本发明。图1示出了具有键条的尚未组装定子芯的典型定子框架。图2示出了根据本发明一个实施例的两个键条的延伸。图3示出了根据本发明一个实施例将环形体放置在两个键条延伸部上。图4示出了根据本发明一个实施例使用滑轮机构将环形体放置在键条延伸部上。图5示出了根据本发明一个实施例的滑垫的使用。图6示出了本发明的一个实施例，其中中央轨道结构与键条延伸部结合使用。
具体实施例方式本发明包括通过使两个或更多个键条延伸并且使用延伸的键条作为引导叠片和 环形体就位的轨道从而水平地堆叠叠片和环形体的方法和设备。到目前为止，定子芯环形 体通过利用重力来引导环形体就位而被竖直地堆叠。然而，经常需要水平地堆叠定子芯。这就造成问题，因为堆叠各个叠片是费时的，同时由于环形体的尺寸和制造差异而几乎不可 能水平地堆叠环形体。本发明通过提供键条延伸部来帮助解决该难题，所述键条延伸部用作轨道来使叠 片和/或环形体滑动就位。由于键条最终将要在定子框架中将叠片保持就位，因此键条延 伸部提供了引导叠片就位的优选方法。键条延伸部可通过多种布置来支撑叠片和环形体。在某些情况下，单个键条可用 作轨道，但是在大多数实施例中将使用多个延伸部。在具体实施例中，将实施两个键条延伸 部。键条支撑件的位置也可以变化。它们可以从下方、侧方、上方或其组合来支撑叠片 和环形体。在实践中，较大的堆叠体，例如环形体，将更多地从下方被支撑；而较薄的堆叠 体，例如几个叠片或者叠片的薄环，将更多地从上方被支撑。如本文使用的，术语“叠片”和“环形体”可互换地使用来描述呈部分组装形式的 叠片的集合体或堆叠体，无论集合体是杆形、圈形、环形还是所述形状的部分组合。参考图2，示出了本发明的一个实施例。在该实施例中，键条6中的两个键条沿定 子框架的轴向长度延伸并且附连到支撑环4，具有设置于其上的延伸部7。延伸部7可通过 多种技术附连到键条6。这些技术中的某些示例包括拧入、邻接、脚手架或者榫槽接合。在 该实施例中，延伸部将从下方支撑叠片和/或环形体并且添加在大约第5和第7位置处。如图2所示，键条延伸部可设有进一步的支撑件15。当重的叠片集合体和环形体 放置在延伸部7上时，该附加支撑件15可防止键条6的翘曲。如果延伸部7仅仅弱化地附 连到键条6，那么支撑件15也可能是必须的。图3示出了在两个键条延伸部7上就位的组装成环状集合体10的叠片的端视图。 叠片中的槽12接合延伸部7，从而使叠片与定子框架(未示出)的其余部分正确对准。一 旦叠片组处于适当位置，施加轴向力就会使叠片10滑动或滚动到定子框架中的位置。叠片或环形体可以通过多种方法放置到键条延伸部7上，例如通过人工操作或者 通过起重器、滑轮、叉车等。一旦叠片10被处于延伸部7上的位置，该放置方法还可用来在 叠片滑动到定子框架内的位置时提供支撑和稳定性。如果叠片的薄集合体沿着延伸部7滑 动就位，那么可能需要某些形式的附加支撑件。由预堆叠在一起的多个叠片构成的环形体 是宽的，并且不容易在滑动就位时翻倒，而堆叠在一起的仅仅几个叠片具有更窄的基部，并 更容易倾翻。因此，附加支撑件可防止倾翻并且总体上易于叠片的放置。图4示出了支撑装置的一个示例。在该实施例中，滑轮机构21将叠片10的集合 体提升到多个键条延伸部7上方的位置。当叠片10沿着延伸部7滑动并且进入发电机中 的位置时，滑轮21将继续支撑叠片10。在该实施例中，叠片10被四个键条延伸部7支撑， 四个键条延伸部7中的两个下方键条延伸部被附加框架结构15支撑。该实施例中的两个 外部延伸部仍然实质上从下方支撑叠片10。在其它实施例中，延伸部是更为侧向的，甚至将 从上方支撑叠片。侧方和上方支撑的这些实施例将特别适用于较薄的叠片集合体，较薄的 叠片集合体在从下方被支撑时更容易倾翻。在一些实施例中，键条延伸部可以是锥形的，使得叠片被放置在键条延伸部的更 窄的横截面上，然后沿着扩展的截面滑动。在所示的实施例中，使用了圆形的构造螺栓式键 条，但是本发明同样适用于燕尾式键条以及在本领域中可使用的其它样式。
虽然键条和键条延伸部用作轨道来将叠片和环形体引导到定子框架中的位置，但 是摩擦可能仍然造成问题。为了减小摩擦并且帮助放置叠片，可以使用各种减小摩擦的技 术。一些技术包括使用润滑剂。如图5所示，另一种技术使用滑垫23。滑垫23能以多种不 同的方式来使用。该滑垫可沿着键条的长度延伸并且提供叠片可在其上滑动的更平滑的表 面，或者滑垫可以近似于叠片的尺寸且提供相对于键条的平滑表面并且与叠片一起滑动。 一旦叠片处于定子框架内的位置，滑垫就被任选地移除。滑垫可由多种不同材料构成，例如 金属、塑料和复合物，并且可具有用于减少一侧的摩擦的涂层，例如Teflon ，以及用于增加 另一侧的摩擦的磨料。在图中，键条延伸部显示为具有大约相同的长度。然而，可期望的是所述延伸部具 有不同的长度。叠片在其滑动到定子框架中时可接合附加的延伸部以帮助其定位。参考图6，示出了结合中央轨道结构34使用键条延伸部7的本发明的一个实施例。 在该实施例中，叠片7不仅被键条延伸部支撑，其还被设置在中央轨道结构34顶部的台架 36支撑。该台架将具有用于支撑叠片的上部内径的一些机构，例如定制的鞍座42。在该实 施例中，台架36还具有内装式滑轮装置55以辅助叠片的放置。台架本身可通过多种手段 使一个所述中央轨道结构运动，所述手段包括轮、滚动轴承和类似的机构。中央轨道结构可通过多种技术来支撑，例如支腿、轮和缆索。在图6所示的实施例 中，中央轨道结构34被在键条延伸部7上行进的轮56支撑。这提供了额外的运动选择。整 个中央轨道结构可沿着定子框架的轴向长度运动，或者任选地仅仅台架可在中央轨道结构 的顶部运动，或者是所述两种运动的组合。在所示的实施例中，中央轨道结构具有有限的长 度。在其它实施例中，中央轨道结构更长，甚至延伸定子框架的整个长度或更多。在具体实 施例中，参与操作本发明的人员出于安全目的在远离叠片周围的区域处控制台架。在一个实施例中，本发明提供了在定子框架内水平堆叠定子芯的方法，该方法包 括使多个键条从定子框架延伸，然后在延伸的键条上安装叠片。叠片然后沿着键条滑动到 定子芯中的位置。一旦叠片处于定子框架内的位置，延伸部就被移除。在一个具体实施例中，滑垫被放置在叠片和延伸的键条之间。这允许叠片更容易 地滑动就位。滑垫将最初放置在叠片和延伸的键条之间，然而，滑垫也可用在未延伸的键条 上，当叠片滑动进入定子框架中时所述叠片将接合所述未延伸的键条。在某些实施例中，滑 垫在叠片滑动就位之后被移除。在另一个具体实施例中，使多个键条延伸包括使两个键条延伸。在相关的实施例 中，所述两个键条在大约第4和第8位置或者在大约第5和第7位置处从定子框架的下部 延伸。这些位置指的是标准钟表的数字排列。在又一个具体实施例中，延伸的键条以一定锥度终止。并且在另一个具体实施例 中，键条具有构造螺栓的样式。延伸部可以是例如拧入式假体。叠片可以通过多种技术定 位到延伸的键条上，例如通过起重机、滑轮和叉车。在本发明的另一个实施例中，提供了在定子框架内水平组装定子芯的方法。该方 法包括提供至少两个键条延伸部和作为定子框架一部分的多个键条。键条延伸部被附连 到作为定子框架一部分的键条。这些键条延伸部可被外部构件支撑，外部构件例如是支靠 块体或脚手架。作为预堆叠叠片组的环形体被放置到键条延伸部上并且沿着所述延伸部滑 动，使得环形体中的槽接合键条。环形体然后被定位在定子框架内。
一个或多个环形体可按这种方式添加到定子框架。定子芯可甚至以这种方式从定 子芯的两端来组装，这甚至可以同时来完成。在本发明的另一个实施例中，提供了水平组装定子芯的方法。该方法包括提供至 少四个键条延伸部和多个键条。键条是定子框架的一部分，定子框架具有两个端部。在第 一端部，所述至少四个键条延伸部中的两个被附连到键条中的两个。第一环形体然后与第 一对滑垫一起被放置到所述两个键条延伸部上，所述滑垫设置在第一叠片环形体和所述至 少两个键条延伸部之间。环形体然后沿着所述两个键条延伸部滑动，使得第一叠片环形体 接合所有的键条。环形体然后被适当地定位在定子框架内。在定子框架的另一侧，所述至 少四个键条延伸部中的另外两个被附连到键条。与第一环形体分开地或同时地，第二环形 体被放置在所述另外两个键条延伸部上并且第二对滑垫设置在第二叠片环形体和延伸部 之间。第二环形体然后沿着所述延伸部滑动，使得第二叠片环形体接合所有的键条。第二 环形体然后被定位在定子框架内。在两个端部，键条延伸部被附连到定子框架下部的键条。 该方法可在定子框架的任一端或者两端被重复。在一个实施例中，更多地沿着定子框架的侧面设置附加的键条延伸部。这为环形 体提供了更多的侧向支撑。在本发明的另一个实施例中，提供了水平组装定子芯的设备。该设备包括作为定 子框架一部分的多个键条，以及在定子框架的一端被附连到某些键条的多个键条延伸部。 中央轨道结构被键条延伸部支撑，台架设置在中央轨道结构的顶部。无论是独立叠片形式 还是集合组形式的叠片都被放置在所述设备上并接合叠片上部内径处的台架，并且还接合 叠片外径处的键条延伸部。轨道结构和/或键条所螺栓连接的分段环具有双重目的。分段环被分成四段以易 于组装和拆卸，顶部的三个段由轻合金制成，例如铝，底部段由结构钢制成。所述段被螺栓 连接在一起并且通过例如定位螺栓被附接到框架结构。所述环还提供了对发电机构造螺栓 对准的调整，每个构造螺栓的空间定向可通过多个定位螺栓(大约六个定位螺栓/构造螺 栓)被分别地调整。通过调整各个定位螺栓，构造螺栓的端部的位置可被调整，从而便于重 新安装相对于构造螺栓具有极紧密公差的定子芯板。在定子芯板被部分地安装在构造螺栓 上之后，前述的分段环和定位螺栓可被容易地且快速地移除，这就允许定子芯板前进到其 最终位置。虽然已经详细描述了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员将认识到根据本 公开的总体教导可以产生对这些细节的各种改进和替代。因此，关于本发明的范围，所公开 的具体布置的含义仅仅是说明性的而不是限制性的，本发明的范围由所附权利要求及其所 有的且任意的等价物的完整范围给出。
权利要求
一种水平组装定子芯的设备，包括多个第一键条延伸部；多个键条，其中所述多个键条是定子框架的一部分，所述定子框架具有两个端部并且所述多个第一键条延伸部在所述定子框架的第一端部附连到所述多个键条中的至少两个键条；由所述多个第一键条延伸部支撑的中央轨道结构；以及设置在所述中央轨道结构的顶部的台架；其中放置在所述设备上的叠片接合叠片上部内径处的所述台架，并且叠片还接合叠片外径处的所述键条延伸部。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个第一键条延伸部包括四个键条延伸部。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述中央轨道结构由多个轮支撑在所述多个第一 键条延伸部上，并且能够沿着所述多个第一键条延伸部和所述多个键条运动。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述台架包括鞍座，所述鞍座针对叠片具有定制 的配合。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个键条定位在所述定子框架的下部。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个第一键条延伸部中的至少两个定位在大 约第4和第8位置。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个第一键条延伸部中的至少两个定位在大 约第5和第7位置。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个第一键条延伸部以一定锥度终止。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个第一键条具有构造螺栓的样式。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个第一键条延伸部包括拧入式假体。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个第一键条延伸部包括榫槽接合式假体。
12.根据权利要求1所述的设备，其中键条延伸部通过邻接部附连到键条。
13.根据权利要求1所述的设备，其中键条延伸部通过脚手架附连到键条。
14.根据权利要求1所述的设备，其中叠片包括叠片环形体。
15.根据权利要求1所述的设备，还包括在所述定子框架的第二端部附连到所述多个 键条中的至少两个键条的多个第二键条延伸部。
16.一种水平组装定子芯的设备，包括多个键条延伸部，所述多个键条延伸部包括拧入式假体和榫槽接合式假体中的至少一种；多个键条，其中所述多个键条是定子框架的一部分，所述定子框架具有两个端部并且 所述多个第一键条延伸部在所述定子框架的第一端部附连到所述多个键条中的至少两个 键条；以及设置在多个键条延伸部中的相应键条延伸部顶部的多个滑垫； 其中放置在所述设备上的叠片接合叠片外径处的所述滑垫。
17.根据权利要求16所述的设备，其中叠片包括叠片环形体。
18.—种水平组装定子芯的设备，包括多个键条延伸部，所述多个键条延伸部包括拧入式假体和榫槽接合式假体中的至少一种；以及多个键条，其中所述多个键条是定子框架的一部分，所述定子框架具有两个端部并且 所述多个第一键条延伸部在所述定子框架的第一端部附连到所述多个键条中的至少两个 键条；其中放置在所述设备上的叠片接合叠片外径处的所述键条延伸部。
19.根据权利要求18所述的设备，其中叠片包括叠片环形体。
全文摘要
文档编号H02K1/18GK101953055SQ20088012640
公开日2011年1月19日 申请日期2008年12月9日 优先权日2008年2月7日
发明者Sargeant Barry, George F Dailey, bauer James, Majernik Tom 申请人:Siemens Energy Inc