NO794239L

NO794239L - METHOD OF WORKING IN THE MANUFACTURE OF SICK POLOTOR.

Info

Publication number: NO794239L
Application number: NO794239A
Authority: NO
Inventors: Heinz Hupach
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1978-12-30
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1980-07-01
Also published as: DE2856853A1; DE2856853B2; IT7928186A0; EP0020582A1; WO1980001444A1; DE2856853C3; IT1126595B

Description

Arbeidsmåte..v.ed fremstilling av sjiktpolrotor.Working method..v.ed production of layer pole rotor.

Oppfinnelsen vedrorer en arbeidsmåte for fremstilling av en sjiktpolrotor for en elektrisk maskin, med platesegmenter, som er anordnet sjiktvis med flere overlappinger på en rotorstjerne og er sammenpresset med sjiktbolter, hvilke er innfort med meget liten klaring i uttagninger i platesegmentene. En sjiktpolrotor som er fremstilt med en slik arbeidsmåte er kjent fra boken "Konstruktion elektrischer Maschinen" av Wiedemann/ Kellenberger, Springer-Verlag 1967. The invention relates to a working method for producing a layered pole rotor for an electric machine, with plate segments, which are arranged in layers with several overlaps on a rotor star and are pressed together with layer bolts, which are inserted with very little clearance in recesses in the plate segments. A layered pole rotor produced with such a working method is known from the book "Konstruktion elektrischer Maschinen" by Wiedemann/Kellenberger, Springer-Verlag 1967.

Rotorplatepakkene for elektriske maskiner med store diametere fremstilles av segmentplater som er lagt i forskutte sjikt. Platepakkene er ringformet og kan f.eks. og kan f.eks. som ro-torkranser for elektriske maskiner, drevet av vannkraftmaskiner, ha dimensjoner på 12 m i-diameter og 2,5 m jernlengde. Ved slike dimensjoner kan de enkelte plater med en tykkelse på ca. 2 mm (ved asynkronmaskiner og likestromsmaskiner ca. 0,5 mm) ikke lenger fremstilles som udelte ringer, men bare som segmenter. Segmentenes storrelse er begrenset med en kordeleng-de på ca. 2 m. De enkelte segmentplater er forsynt med et antall runde huller, som når segmentene er lagt i sjikt (platepakke) danner boringer som svarer til jernlengden for oppta-gelse av trykkbolter. The rotor plate packages for electrical machines with large diameters are manufactured from segment plates laid in staggered layers. The plate packages are ring-shaped and can e.g. and can e.g. as rotor rotors for electric machines, driven by hydroelectric machines, having dimensions of 12 m i-diameter and 2.5 m iron length. With such dimensions, the individual plates with a thickness of approx. 2 mm (in the case of asynchronous machines and DC machines approx. 0.5 mm) are no longer produced as undivided rings, but only as segments. The size of the segments is limited by a chord length of approx. 2 m. The individual segment plates are provided with a number of round holes, which when the segments are laid in layers (plate pack) form bores that correspond to the iron length for receiving pressure bolts.

Ved lav mekanisk påkjenning som folge av sentrifugalkraft er det nok å holde sammen en slik platepakke ved friksjonskontakt ved aksial sammenpressing ved hjelp av trykkbolter. Ved storre påkjenninger som folge av sentrifugalkraft, som opptrer ved store og hurtiggående maskiner, strekker denne friksjonskraft ikke lenger til. Det må brukes presspassbolter, som ved mang-jlende eller utilstrekkelig friksjon utsettes for avskjærings- belastning. Den omgivende segmentplate utsettes samtidig for lagertrykk. Konstruksjonen med presspassbolter brukes særlig for maskiner med skiftende belastning, som reverserende like-stromsmotorer og vannkraftmaskiner i pumpekraftverk for begge dreieretninger, som må arbeide i motor- og generatordrift. In the case of low mechanical stress as a result of centrifugal force, it is sufficient to hold such a plate pack together by frictional contact by axial compression using pressure bolts. In the case of greater stresses as a result of centrifugal force, which occurs in large and fast-moving machines, this frictional force is no longer sufficient. Press-fit bolts must be used, which are exposed to shear loads in the event of insufficient or insufficient friction. The surrounding segment plate is simultaneously exposed to bearing pressure. The construction with press fit bolts is used in particular for machines with changing loads, such as reversing direct current motors and hydroelectric machines in pumped power stations for both directions of rotation, which must work in motor and generator operation.

Ved den forskutte sjiktanordning av segmentplatene til ringer med flere meters diameter vil addisjonen av de enkelte platers delingstoleranser fore til unoyaktigheter, såkalt sjiktf or skyv ning.Hullene for presspassboltene blir da smalere med en storrelsesorden på tiendels millimeter. For gjenoppretting av hullenes passdimensjon, har man hittil rommet opp hullene med brosj ved sammenpresset platepakke. Platepakkens sammentrykking oppnås da ved rommingen f.eks. ved hjelp av hjelpe-presspass-.bolter, som har mindre diameter enn presspassboltene og dermed kan innfores i de innsnevrede hullene. For romming av et hull blir en eller flere hjelpe-presspassbolter tatt ut og erstattet med presspassbolter etter rommingen. In the staggered layer arrangement of the segment plates into rings with a diameter of several meters, the addition of the individual plates' division tolerances will lead to inaccuracies, so-called layer shifting. The holes for the press fit bolts then become narrower by an order of magnitude of a tenth of a millimeter. To restore the fit dimension of the holes, up until now the holes have been filled up with a broach using a compressed sheet pack. The compression of the plate package is then achieved by rooming, e.g. by means of auxiliary press fit bolts, which have a smaller diameter than the press fit bolts and can thus be inserted into the narrowed holes. For reaming a hole, one or more auxiliary press fit bolts are taken out and replaced with press fit bolts after reaming.

En stor ulempe ved rommingen av passhullene, som må foretas på byggeplassen fra en bestemt maskinstorrelse, er den forholdsvis lange og dermed kostbare bearbeidingstid. Avhengig av maskin-storreisen må 500 eller flere presspassboltehull bearbeides. Det brukes spesialboremaskiner og deres slag strekker i de fleste tilfelle ikke til for de store jernlengder, slik at rommeverktqyene må innstilles flere ganger. Dessuten må bore-maskinene til stadighet flyttes langs platepakken. En alvorlig ulempe er sponene som dannes ved bearbeiding. For. at det ikke skal oppstå skader på maskinens elektriske isolasjon, må de fjernes med stor omhyggelighet, hvilket igjen betyr, tid og om-kostninger. A major disadvantage of the reaming of the fit holes, which must be carried out on the construction site from a specific machine size, is the relatively long and thus expensive processing time. Depending on the machine travel, 500 or more press fit bolt holes must be machined. Special drilling machines are used and their stroke in most cases does not extend to the large iron lengths, so that the spacers must be adjusted several times. In addition, the drilling machines must be constantly moved along the plate package. A serious disadvantage is the chips that are formed during processing. For. that there is no damage to the machine's electrical insulation, they must be removed with great care, which again means time and costs.

Oppfinnelsen går ut på å oppnå en merkbar reduksjon av arbeids-innsatsen for fremstilling av presspassbolt-hullene i sjiktpol-rotorer i noyaktig, onsket dimensjon og form og for å unngå dannelse av bearbeidingsspon. The invention aims to achieve a noticeable reduction of the work effort for producing the press fit bolt holes in layer pole rotors in the exact, desired dimension and shape and to avoid the formation of machining chips.

Losningen av den stilte oppgave består ifolge oppfinnelsen ved den innledningsvis nevnte arbeidsmåte i at boringene i de lag-I vis over hverandre lagte platesegmentene gis korrekt dimensjon| ved valsing ved hjelp av en anordning som består av et sylindrisk legeme med koniske valser som er innlagt i omkretsen av det sylindriske legeme. Ved bruk av bearbeiding uten sponfjer-nelse unngås bearbeidingsspon, slik at man med sikkerhet unngår skader på viklingen under drift, som skyldes bearbeidingsspon . som trekkes inn i viklingen. Dessuten er den nodvendige driv-effekt for maskinen vesentlig lavere enn den som romming kre-ver, slik at maskinen blir lettere å håndtere enn de kjente maskiner. According to the invention, the solution to the stated task consists in the method of work mentioned at the outset in that the bores in the layered plate segments laid across each other are given the correct dimension. by rolling by means of a device consisting of a cylindrical body with conical rollers inserted in the circumference of the cylindrical body. When processing without chip removal is used, processing chips are avoided, so that damage to the winding during operation, which is caused by processing chips, is safely avoided. which is drawn into the winding. In addition, the required drive power for the machine is significantly lower than that required by rooming, so that the machine is easier to handle than the known machines.

Bruken av slike valser for innvalsing av ror i rorkjeler og varmevekslere er i og for seg kjent. Ved denne kjente fremgangsmåte er hullene i den rorplate hvor rorene valses inn, boret med storre diameter enn rorenes ytre diameter. Ved inn-val singsprosessen blir rorene utvidet og fyller boringen.i rorbunnen helt. I motsetning til det som skjer ved innvalsing av rorene for rorkjeler, f.eks. som beskrevet i boken "Grund-lagen der chemischenTechnik" bd 4, "Wårmeaustauscher", Arau og Frankfurt 1959, side 337-338, utsettes materialet i segmentplatene (som regel karbonstål eller silisium-stål /silizierter Stahl/) i hullveggområdet for komprimering og kaldherding som folge av valseprosessen. Dette muliggjor enten anvendelse av plater med mindre styrke eller et lavere presspassbolt-antall• Ved samme boltantall er det også mulig å redusere boltenes diameter. Dermed oppnås ytterligere en fordel med fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen. Med denne fremgangsmåte kan også grense-påkjenninger ved hullrommingen lettere beherskes. The use of such rollers for rolling in rudders in rudder boilers and heat exchangers is known per se. In this known method, the holes in the rudder plate where the rudders are rolled in are drilled with a larger diameter than the outer diameter of the rudders. During the roll-in process, the rudders are expanded and completely fill the bore in the rudder base. In contrast to what happens when rolling the rudders for rudder boilers, e.g. as described in the book "Grund-lagen der chemischenTechnik" vol. 4, "Wårmeaustauscher", Arau and Frankfurt 1959, pages 337-338, the material in the segment plates (usually carbon steel or silicon steel /silizierter Stahl/) is exposed in the cavity wall area to compression and cold hardening as a result of the rolling process. This enables either the use of plates with less strength or a lower number of press fit bolts • With the same number of bolts, it is also possible to reduce the diameter of the bolts. Thus, a further advantage is achieved with the method according to the invention. With this method, boundary stresses during the hole clearance can also be more easily controlled.

Et verk^oy for gjennomforing av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen erkarakterisert veden konisk spindel, som drives av en drivmotor og på hvilken et sylinderformet hullegeme med mindre diameter enn presspasshullene er anordnet, hvor hullegemet på sin omkrets har skrått mot akseretningen forlopende uttagninger, i hvilke valser er dreibart anordnet og har en diameter som avtar noe i lengderetning mot spindelens sentrum, hvor den sirkel som er lagt over valsenes ytterflater har en diameter som svarer til uttagningens endelige diameter. Den kontinuerlige valsing av de forholdsvi.s dype uttagninger oppnås ved en skråstilling av valsene i forhold til spindelens jakse.Valsene beveger seg da tvangsmessig i skruelinjer langs uttagningens dybde. A tool for carrying out the method according to the invention is characterized by a wooden conical spindle, which is driven by a drive motor and on which a cylindrical hole body with a smaller diameter than the press fit holes is arranged, where the hole body on its circumference has recesses extending obliquely towards the axis direction, in which rollers are rotatably arranged and has a diameter that decreases somewhat in the longitudinal direction towards the center of the spindle, where the circle that is laid over the outer surfaces of the rollers has a diameter that corresponds to the final diameter of the take-out. The continuous rolling of the relatively deep recesses is achieved by an inclined position of the rollers in relation to the axis of the spindle. The rollers then forcibly move in helical lines along the depth of the recess.

Ytterligere detaljer og trekk ved fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen hhv. anordningen for gjennomføring av denne fremgangsmåte fremgår av tegningen, hvor Further details and features of the method according to the invention or the device for carrying out this method appears in the drawing, where

fig. 1 er et oppriss av en sjiktpolrotor,fig. 1 is an elevational view of a layered pole rotor,

fig. 2 er et snitt gjennom en sjiktpolrotor,fig. 2 is a section through a layered pole rotor,

fig. 3 er en skjematisk gjengivelse i forstorret hoyde av de enkelte platenes stillinger ved en uttagning og fig. 3 is a schematic reproduction in enlarged height of the positions of the individual plates during a removal and

fig. 4 er et oppriss av det nodvendige verktoy for gjennomfø-ring av fremgangsmåten. fig. 4 is an outline of the necessary tools for carrying out the method.

I tegningen betegner 1 sjiktpolrotpren, som består av innbyrdes forskutt anordnede platesegmenter, mens 2 betegner tilho-rende pressplate. En uttagning i sjiktpolrotoren er betegnet med 3 og 4 betegner en trykkbolt med muttere 5. De. enkelte platesegmenter 1 er innbyrdes forskutt anordnet på en rotorstjerne 6 (se fig. 1) og er i sin ytre omkrets forsynt med svalehale-formede uttagninger 7, hvor polene 8 er innfort. In the drawing, 1 denotes layer pole rotpren, which consists of mutually staggered plate segments, while 2 denotes the associated pressure plate. A recess in the layer pole rotor is denoted by 3 and 4 denotes a pressure bolt with nuts 5. De. individual plate segments 1 are arranged offset from each other on a rotor star 6 (see fig. 1) and are provided in their outer circumference with dovetail-shaped recesses 7, where the poles 8 are inserted.

Rorvalsen som er vist i fig. 4 består i det vesentlige av en konisk spindel 11 med en tilkoplingsdel 11.1, på hvilken driv-motoren, f.eks. en mobil elektrisk motor eller en trykkluftmo-tor, kan anbringes. På spindelen 11 er det sylindriske hullegeme 12^ påsatt og legemet 12 har mindre utvendig diameter enn diameteren av den uttagning 3 som skal utvides. På sin omkrets har det sylindriske hullegeme 12 et antall uttagninger, som forloper på skrå mot legemets lengdeakse og hvor det er innsatt valser 14. valsenes diameter avtar mot hullegemets 12 midtparti på samme måte som den koniske spindels 11 vinkel mot lengdeak-sen, slik at den sirkel som legges rundt valsenes 14 ytterflater får samme diameter over hele valselengden. Sammen med spindelens 11 lengdeakse danner uttagningenes 13 lengdeakse en vin-keld. Sirkelen som berorer valsenes 14 overflater har samme diameter som de utvidede boringer 3 i sjiktpolrotoren. The rudder roller shown in fig. 4 essentially consists of a conical spindle 11 with a connecting part 11.1, on which the drive motor, e.g. a mobile electric motor or a compressed air motor can be fitted. On the spindle 11, the cylindrical hollow body 12^ is attached and the body 12 has a smaller outside diameter than the diameter of the recess 3 to be expanded. On its circumference, the cylindrical hollow body 12 has a number of recesses, which run at an angle to the longitudinal axis of the body and where rollers 14 are inserted. The diameter of the rollers decreases towards the central part of the hollow body 12 in the same way as the angle of the conical spindle 11 to the longitudinal axis, so that the circle placed around the 14 outer surfaces of the rollers has the same diameter over the entire length of the roller. Together with the longitudinal axis of the spindle 11, the longitudinal axis of the withdrawals 13 forms a wine cellar. The circle that touches the surfaces of the rollers 14 has the same diameter as the extended bores 3 in the layer pole rotor.

På det parti som vender mot tilkoplingsstykket 11.1 har spindelen 11 gjenger 15, på hvilke det er skrudd muttere 16. Et aksialkulelager 17 avstotter seg mot mutteren 16. On the part facing the connecting piece 11.1, the spindle 11 has threads 15, on which nuts 16 are screwed. An axial ball bearing 17 rests against the nut 16.

Ved innvalsing blir spindelen 11 innfort i en av uttagningeneWhen rolling, the spindle 11 is inserted into one of the recesses

3 for sjiktpolrotoren og satt i rotasjon. På grunn av den koniske spindelform vil valsene 14 da presses utad og dreie som folge av friksjonsforbindelsen med spindelen 11. Som folge av dreiningen vandrer valsene 14 på den koniske spindel 11 i ret-ning av midten, av hullegemet 12 på den storste spindeldiameter, Dermed forstprres diameteren av den sirkel som berorer valsenes 14 ytterflate og uttagningen 3 utvides inntil hullegemet 12, som er forskyvbart i lengderetning, går til anlegg mot aksialkulelageret 17. Ved innstilling av aksialkulelageret 17 3 for the layer pole rotor and set in rotation. Due to the conical spindle shape, the rollers 14 will then be pressed outwards and rotate as a result of the friction connection with the spindle 11. As a result of the rotation, the rollers 14 on the conical spindle 11 travel in the direction of the center, of the hole body 12 on the largest spindle diameter, Thus the diameter of the circle that touches the outer surface of the rollers 14 is increased and the recess 3 is expanded until the hole body 12, which is displaceable in the longitudinal direction, comes into contact with the axial ball bearing 17. When setting the axial ball bearing 17

i lengderetning kan uttagningens 3 diameter innstilles innen visse grenser. in the longitudinal direction, the diameter of the outlet 3 can be set within certain limits.

Claims

1. Working method for the production of a layered pole rotor for an electric machine, with plate segments which are laid in layers with several overlaps on a rotor star, and which are pressed together with layer bolts, the latter of which are inserted into recesses in the plate segments with very little clearance, characterized in that the recesses (3) in the layered plate segments (1) are given precise dimensions by. rolling by means of a device, which consists of a cylindrical body with conical rollers which are inserted in the periphery of the cylindrical body.

2.A device for carrying out the method as stated in claim 1, characterized by a conical spindle (11), which is driven by a drive motor, on which is arranged a cylindrical hole body (12) with a smaller diameter than the diameter of the press fit holes , which hollow body (12) on its circumference has recesses (13) inclined towards the axial direction, in which rollers (14) are rotatably arranged, where the diameter of the rollers decreases somewhat in the longitudinal direction towards the center of the spindle, and where the circle placed over the rollers (14 ) outer surfaces have a diameter that corresponds to the final diameter of the recesses (3).