本發(fā)明屬于風(fēng)電轉(zhuǎn)子裝配，具體涉及一種大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊及智能化裝配系統(tǒng)和裝配方法。

背景技術(shù)：

1、近些年高磁能永磁體技術(shù)發(fā)展很快，特別是稀土永磁材料釹鐵硼在直驅(qū)式發(fā)電機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。采用永磁體技術(shù)的直驅(qū)式發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、效率高。針對外轉(zhuǎn)子永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，外轉(zhuǎn)子電機(jī)的特點(diǎn)是定子固定在靠軸中間位置不動，轉(zhuǎn)子在定子的外圍旋轉(zhuǎn)，也屬徑向氣隙磁通結(jié)構(gòu)，與內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相比是轉(zhuǎn)子與定子換了個位置，定子在電機(jī)內(nèi)部稱為內(nèi)定子，轉(zhuǎn)子在電機(jī)外周，稱為外轉(zhuǎn)子。外轉(zhuǎn)子如同一個桶套在定子外側(cè)，由導(dǎo)磁良好的鐵質(zhì)材料制成，在“桶”的內(nèi)圓周固定有永久磁鐵做成的磁極，“桶”就是轉(zhuǎn)子的磁軛，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)之一是磁極固定較容易，不會因?yàn)殡x心力而脫落，外轉(zhuǎn)子磁軛固定在轉(zhuǎn)子軸套上。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的大型化發(fā)展，超大規(guī)格轉(zhuǎn)子工件也得到快速發(fā)展。

2、為此，公開號為cn113964986b的中國專利文獻(xiàn)公開了一種超大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子工件及其智能化裝配系統(tǒng)和裝配方法，該轉(zhuǎn)子工件為組合式外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括呈環(huán)形陣列分布的若干個轉(zhuǎn)子模塊單元；轉(zhuǎn)子模塊單元包括安裝塊、非磁導(dǎo)熱條和永磁體制成的永磁塊，安裝塊由磁軛板、內(nèi)弧形軸套板、外弧形安裝板、擋板、第一耳板和第二耳板構(gòu)成，磁軛板呈扇形板結(jié)構(gòu)，內(nèi)端部連接有內(nèi)弧形軸套板，外端部經(jīng)外弧形安裝板連接有擋板，磁軛板的兩側(cè)邊各自設(shè)有耳板。該超大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子工件為組合式外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，相對于傳統(tǒng)的整體運(yùn)輸來說，可以實(shí)現(xiàn)先將部件運(yùn)輸至海岸再進(jìn)行裝配，降低運(yùn)輸難度，同時也降低運(yùn)輸成本。

3、針對上述方案，本司在使用時發(fā)現(xiàn)存在不足之處，一是其作為轉(zhuǎn)子模塊單元的大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊相互之間的連接主要依靠螺栓，相互之間缺少防止軸向偏移的連接結(jié)構(gòu)，這導(dǎo)致拼裝后螺栓的受力較大，螺栓在外轉(zhuǎn)子長期運(yùn)行過程中易出現(xiàn)斷裂；二是大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊上安裝的非磁導(dǎo)熱條、永磁體易出現(xiàn)滑脫問題，非磁導(dǎo)熱條的導(dǎo)熱性能有待進(jìn)一步加強(qiáng)；三是智能化裝配系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)對改進(jìn)后的大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊進(jìn)行快速拼裝。

4、有鑒于此，發(fā)明人期望對現(xiàn)有超大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子工件及其智能化裝配系統(tǒng)和裝配方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個上述問題，提供一種大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊及智能化裝配系統(tǒng)和裝配方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供一種大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊，該大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊包括轉(zhuǎn)子鐵芯分段、非磁載塊和永磁體磁極，所述轉(zhuǎn)子鐵芯分段包括外轉(zhuǎn)子軸套板、輪轂法蘭連接塊、內(nèi)弧形磁軛板、折彎磁軛板、外弧形磁軛板、軸向磁軛擋板、徑向磁軛擋板和弧形限位鎖塊，所述外轉(zhuǎn)子軸套板的外側(cè)通過輪轂法蘭連接塊與內(nèi)弧形磁軛板的內(nèi)端連接，所述內(nèi)弧形磁軛板的外端經(jīng)折彎磁軛板與外弧形磁軛板的內(nèi)端連接，所述外弧形磁軛板的外端經(jīng)軸向磁軛擋板與徑向磁軛擋板連接，所述輪轂法蘭連接塊上開設(shè)有法蘭安裝孔，所述外弧形磁軛板、軸向磁軛擋板、徑向磁軛擋板共同圍成用于安裝非磁載塊的載塊安裝區(qū)，所述非磁載塊的內(nèi)側(cè)均勻卡接安裝有多個永磁體磁極，所述外弧形磁軛板和徑向磁軛擋板相對設(shè)有用于限制永磁體磁極徑向位移的弧形限位鎖塊。

4、進(jìn)一步地，上述大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊中，所述內(nèi)弧形磁軛板、折彎磁軛板、外弧形磁軛板的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有第一弧形滑軌、第二弧形滑軌和第三弧形滑軌，所述第一弧形滑軌、第二弧形滑軌和第三弧形滑軌中分別滑動限制有第一弧形滑塊、第二弧形滑塊和第三弧形滑塊，所述第一弧形滑塊、第二弧形滑塊和第三弧形滑塊各自安裝有兩個緊固螺絲。

5、進(jìn)一步地，上述大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊中，所述第一弧形滑塊、第二弧形滑塊和第三弧形滑塊均包括弧形滑塊本體，所述弧形滑塊本體的橫截面為內(nèi)寬外窄的t形防脫結(jié)構(gòu)，所述第一弧形滑軌、第二弧形滑軌和第三弧形滑軌各自設(shè)有內(nèi)寬外窄的t形防脫滑槽，所述弧形滑塊本體上開設(shè)有兩個與緊固螺絲配合的緊固通孔，所述t形防脫滑槽中開設(shè)有兩個與緊固螺絲配合的緊固螺孔。

6、進(jìn)一步地，上述大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊中，所述非磁載塊包括弧形載塊本體，所述弧形載塊本體的內(nèi)側(cè)等距開設(shè)有多個磁極卡接槽；所述永磁體磁極包括永磁體塊，所述永磁體塊的兩側(cè)開設(shè)有與弧形限位鎖塊配合的弧形限位鎖槽。

7、進(jìn)一步地，上述大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊中，所述非磁載塊由無磁高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷材料制成，具體制備步驟如下：

8、1）將氮化硅粉、燒結(jié)助劑、炭黑、亞磷酸三乙酯和溶劑，用球磨方式進(jìn)行第一次混合；所述燒結(jié)助劑為氧化釔和氧化鋁的混合物，氧化釔和氧化鋁的質(zhì)量比為1:1～2；燒結(jié)助劑和氮化硅粉的質(zhì)量比為1:20～340；第一次混合后，加入聚乙二醇進(jìn)行第二次混合，得到漿料；

9、3）將漿料倒入注射成型機(jī)中，注射成型機(jī)將漿料注射到成型模具中，在模具中形成所需形狀的陶瓷坯；

10、4）將陶瓷坯置于排膠爐中進(jìn)行排膠處理，將排膠后的陶瓷坯置于高溫?zé)Y(jié)爐中，在高溫?zé)Y(jié)前先在真空條件下，加熱至1400～1480℃后，保溫3～4h；然后，在2～8mpa的氮?dú)鈮毫ο?，繼續(xù)加熱至1850～1900℃，保溫5～10h進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，得到非磁載塊。

11、本發(fā)明還提供一種智能化裝配系統(tǒng)，該智能化裝配系統(tǒng)能夠?qū)⒍鄠€如上所述的大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊組裝為大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子，所述智能化裝配系統(tǒng)包括用于對大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子進(jìn)行預(yù)拼裝的拼裝定位裝置以及用于對大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子進(jìn)行拼裝操作的拼裝緊固裝置；

12、所述拼裝定位裝置包括開口罩，所述開口罩的底板內(nèi)側(cè)安裝有回轉(zhuǎn)軸承和位于其外圍的扶正套，所述回轉(zhuǎn)軸承的活動部上端安裝有活動盤，所述活動盤的中心處安裝有定位套管，所述活動盤的外圍上側(cè)處沿周向安裝有多個弧形真空吸盤，所述活動盤的外圍下側(cè)處安裝有扶正環(huán)，所述扶正環(huán)活動限制在扶正套中，所述開口罩的柱形側(cè)板沿周向安裝有多個伸縮推桿，所述伸縮推桿的活動端安裝有扶正輥輪；

13、所述拼裝緊固裝置包括水平直線導(dǎo)軌副、安裝框、升降推桿、光滑環(huán)、懸掛軸、轉(zhuǎn)盤、翻轉(zhuǎn)組件、第一擰螺絲機(jī)、第二擰螺絲機(jī)和第三擰螺絲機(jī)，所述水平直線導(dǎo)軌副的滑塊上固定有安裝框，所述安裝框的上框板固定有升降推桿，所述升降推桿的活動端經(jīng)光滑環(huán)與懸掛軸的頂端連接，所述懸掛軸的底端固定有轉(zhuǎn)盤，所述安裝框中安裝有用于帶動懸掛軸旋轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)組件，所述轉(zhuǎn)盤的下側(cè)由內(nèi)往外依次安裝有第一擰螺絲機(jī)、第二擰螺絲機(jī)和第三擰螺絲機(jī)，所述第一擰螺絲機(jī)、第二擰螺絲機(jī)和第三擰螺絲機(jī)各自的數(shù)量與對應(yīng)區(qū)域的緊固螺絲數(shù)量相等。

14、進(jìn)一步地，上述智能化裝配系統(tǒng)中，所述翻轉(zhuǎn)組件包括伺服電機(jī)、主動輪、從動輪和傳動帶，所述伺服電機(jī)的輸出端安裝有主動輪，所述主動輪通過傳動帶與從動輪進(jìn)行傳動連接，所述主動輪和從動輪由安裝框的下框板提供活動支撐，所述從動輪套設(shè)在懸掛軸的外側(cè)，所述懸掛軸的外側(cè)開設(shè)有軸向鍵槽，所述從動輪的內(nèi)孔壁設(shè)有與軸向鍵槽配合的凸鍵。

15、進(jìn)一步地，上述智能化裝配系統(tǒng)中，所述第一擰螺絲機(jī)由第一支架和安裝在其下端的固定式擰螺絲組件a構(gòu)成；所述第二擰螺絲機(jī)由第二支架和安裝在其下端的活動式擰螺絲組件構(gòu)成；所述第三擰螺絲機(jī)由第三支架和安裝在其下端的固定式擰螺絲組件b構(gòu)成。

16、進(jìn)一步地，上述智能化裝配系統(tǒng)中，所述活動式擰螺絲組件包括齒輥、托板、擰螺絲電機(jī)、擰螺絲帽、調(diào)節(jié)電機(jī)和調(diào)節(jié)齒輪，所述齒輥由第二支架提供活動支撐，所述齒輥的外側(cè)經(jīng)托板固定有擰螺絲電機(jī)，所述擰螺絲電機(jī)的輸出端安裝有擰螺絲帽，所述調(diào)節(jié)電機(jī)固定在第二支架上，所述調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出端安裝有與齒輥嚙合的調(diào)節(jié)齒輪。

17、本發(fā)明還提供一種智能化裝配方法，基于上述的智能化裝配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

18、1）利用吊運(yùn)設(shè)備將大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊依次吊運(yùn)至拼裝定位裝置的內(nèi)部，使得大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊設(shè)有緊固螺絲的一面朝上，大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊的外轉(zhuǎn)子軸套板卡入定位套管并拼接呈圓，大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊中第一弧形滑塊、第二弧形滑塊和第三弧形滑塊利用緊固螺絲安裝在對應(yīng)的第一弧形滑軌、第二弧形滑軌和第三弧形滑軌中；吊運(yùn)過程中利用弧形真空吸盤將對應(yīng)的轉(zhuǎn)子鐵芯分段吸附鎖定，利用回轉(zhuǎn)軸承帶動活動盤及吸附鎖定的轉(zhuǎn)子鐵芯分段旋轉(zhuǎn)，使得吊運(yùn)設(shè)備的落點(diǎn)無需調(diào)整，下方始終留有落料空間；

19、2）當(dāng)大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊預(yù)拼裝完成后，拼裝緊固裝置中水平直線導(dǎo)軌副動作，將安裝框及其上部件轉(zhuǎn)移至拼裝定位裝置的正上方；而后升降推桿動作，帶動第一擰螺絲機(jī)、第二擰螺絲機(jī)和第三擰螺絲機(jī)下移并與對應(yīng)的緊固螺絲接觸，第一擰螺絲機(jī)、第二擰螺絲機(jī)和第三擰螺絲機(jī)各自動作，將對應(yīng)的緊固螺絲旋松至所在的弧形滑塊本體能夠于弧形滑軌中自動滑動；而后利用翻轉(zhuǎn)組件帶動懸掛軸及轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，第一擰螺絲機(jī)、第二擰螺絲機(jī)和第三擰螺絲機(jī)也帶動各個弧形滑塊本體于弧形滑軌中滑動，直至每個弧形滑塊本體的兩個緊固通孔分別與相鄰兩個弧形滑軌中的緊固螺孔對齊；最后，第一擰螺絲機(jī)、第二擰螺絲機(jī)和第三擰螺絲機(jī)各自動作，將對應(yīng)的緊固螺絲擰緊，即完成對大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子的拼裝操作；

20、3）拼裝緊固裝置復(fù)位，利用吊運(yùn)設(shè)備將完成拼裝的大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子從拼裝定位裝置中吊出轉(zhuǎn)移。

21、本發(fā)明的有益效果是：

22、1、本發(fā)明提供一種大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊，通過設(shè)計載塊安裝區(qū)來安裝非磁載塊，非磁載塊在滑入載塊安裝區(qū)前于外側(cè)預(yù)涂導(dǎo)熱粘接膠，利用導(dǎo)熱粘接膠將非磁載塊于載塊安裝區(qū)中的位置固定，同時導(dǎo)熱粘接膠能夠保障導(dǎo)熱效果。通過在載塊安裝區(qū)的內(nèi)圍區(qū)域增設(shè)弧形限位鎖塊，在永磁體磁極上增設(shè)弧形限位鎖槽，使得永磁體磁極卡入非磁載塊并隨著旋入載塊安裝區(qū)后，永磁體磁極能夠被弧形限位鎖塊鎖住實(shí)現(xiàn)徑向限位。通過這種方式能夠避免非磁載塊和永磁體磁極出現(xiàn)滑脫問題，延長使用壽命。

23、2、本發(fā)明在制備非磁載塊的工藝過程中添加炭黑，并且燒結(jié)分兩步加熱進(jìn)行，使炭黑和氮化硅的氧雜質(zhì)在合適的溫度和氣氛條件下充分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，去除或部分去除氧雜質(zhì)，有效地降低氮化硅的晶格氧含量和晶格缺陷，從而使制備出的非磁載塊具有較高的熱導(dǎo)率，能夠?qū)⒂来朋w磁極的熱量快速傳遞給轉(zhuǎn)子鐵芯分段，散熱效果較好。同時，非磁載塊有利于減小外轉(zhuǎn)子上的渦流損耗。

24、3、本發(fā)明提供一種大規(guī)格風(fēng)電轉(zhuǎn)子鐵芯塊，通過在內(nèi)弧形磁軛板、折彎磁軛板、外弧形磁軛板的內(nèi)側(cè)分別增設(shè)第一弧形滑軌、第二弧形滑軌和第三弧形滑軌，在第一弧形滑軌、第二弧形滑軌和第三弧形滑軌中分別設(shè)置第一弧形滑塊、第二弧形滑塊和第三弧形滑塊，第一弧形滑塊、第二弧形滑塊和第三弧形滑塊各自安裝有兩個緊固螺絲，對應(yīng)滑軌的滑槽中增設(shè)緊固螺孔，通過這種方式實(shí)現(xiàn)在分裝運(yùn)輸時，弧形滑塊隱藏在對應(yīng)的弧形滑軌中，在需要拼裝時，各個弧形滑塊從對應(yīng)的弧形滑軌中滑出一部分，滑出的部分旋入相鄰滑軌的t形防脫滑槽中，再利用緊固螺絲將各個弧形滑軌與轉(zhuǎn)子鐵芯分段鎖定，這樣緊固螺絲只需完成自身的緊固功能，利用弧形滑塊來替代傳統(tǒng)的螺栓連接方式，防止各個轉(zhuǎn)子鐵芯分段之間出現(xiàn)軸向偏移，弧形滑塊的抗剪切性能較高，在外轉(zhuǎn)子長期運(yùn)行過程中不會出現(xiàn)斷裂，在外轉(zhuǎn)子長期運(yùn)行過程中易出現(xiàn)斷裂，保障外轉(zhuǎn)子的使用壽命。

25、4、本發(fā)明提供一種智能化裝配系統(tǒng)，包括拼裝定位裝置和拼裝緊固裝置。其中，拼裝定位裝置利用回轉(zhuǎn)軸承來帶動活動盤進(jìn)行定角度的水平旋轉(zhuǎn)，利用弧形真空吸盤來對接收的轉(zhuǎn)子鐵芯分段進(jìn)行位置吸附鎖定，利用伸縮推桿帶動扶正輥輪進(jìn)行徑向位移，使得扶正輥輪能夠?yàn)檗D(zhuǎn)子鐵芯分段提供側(cè)向的輔助滾動支撐。其中，拼裝緊固裝置利用升降推桿來帶動轉(zhuǎn)盤及其下方的第一擰螺絲機(jī)、第二擰螺絲機(jī)和第三擰螺絲機(jī)作升降動作，利用翻轉(zhuǎn)組件來帶動懸掛軸及轉(zhuǎn)盤作定角度的旋轉(zhuǎn)動作，轉(zhuǎn)盤下方的第一擰螺絲機(jī)、第二擰螺絲機(jī)和第三擰螺絲機(jī)也隨之旋轉(zhuǎn)，從而利用緊固螺絲作為施力點(diǎn)，帶動緊固螺絲所在的弧形滑塊本體作旋轉(zhuǎn)滑動動作，而后即可進(jìn)行拼接固定操作。

26、當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上的所有優(yōu)點(diǎn)。