發(fā)電機端蓋的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種發(fā)電機組配件，特別是發(fā)電機端蓋。
【背景技術】
[0002]發(fā)電機，1831年9月23日由法拉第發(fā)明，是將機械能轉(zhuǎn)變成電能的設備。通常由汽輪機、水輪機或內(nèi)燃機驅(qū)動發(fā)電機組實現(xiàn)發(fā)電的。電能是現(xiàn)代社會最主要的能源之一。發(fā)電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機分為直流發(fā)電機和交流發(fā)電機兩大類。后者又可分為同步發(fā)電機和異步發(fā)電機兩種?，F(xiàn)代發(fā)電站中最常用的是同步發(fā)電機。
[0003]發(fā)電機主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、電刷、機座及軸承等部件構(gòu)成。定子由機座.定子鐵芯、線包繞組、以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子磁極(有磁扼.磁極繞組)、滑環(huán)、(又稱銅環(huán)、集電環(huán))、風扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。通過軸承、機座及端蓋將發(fā)電機的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，通過滑環(huán)通入一定勵磁電流，使轉(zhuǎn)子成為一個旋轉(zhuǎn)磁場，定子線圈做切割磁力線的運動，從而產(chǎn)生感應電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。由于電刷與轉(zhuǎn)子相連處有斷路處，使轉(zhuǎn)子按一定方向轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電流所以家庭電路等電路中是交變電流，簡稱交流電。中國電網(wǎng)輸出電流的頻率是50赫茲。
[0004]通常發(fā)電機前后端為前端蓋和后端蓋裝配在一起，前端蓋和后端蓋起著支撐轉(zhuǎn)子、定子、整流器和電刷組件的作用。發(fā)電機屬于大質(zhì)量、高頻高速運轉(zhuǎn)的設備，在高速運轉(zhuǎn)中具有較高的能耗和運行極限?，F(xiàn)有的端蓋都是單一材質(zhì)的整體澆鑄而成，其對整臺發(fā)電機的重心調(diào)整不利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明公開的發(fā)電機端蓋，具有結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕便，克服了現(xiàn)有端蓋用材為均一材質(zhì)，重心調(diào)控不便，產(chǎn)品重心高的缺陷，設備穩(wěn)定性性，能耗顯著降低。
[0006]本發(fā)明公開的發(fā)電機端蓋，包括端蓋本體，在端蓋本體上設置有安裝孔、掛角和防護罩，端蓋本體包括發(fā)泡鋁合金材質(zhì)的芯體、陶瓷層以及金屬層，金屬層和陶瓷層由外及內(nèi)順次包覆在芯體外側(cè)，其中芯體包括軸柱以及設置在軸柱外側(cè)并且沿徑向向外延伸的突出部，金屬層為鋁合金層，金屬層中分散有增強材料。本發(fā)明方案中通過設置的本體結(jié)構(gòu)中以泡沫鋁合金、陶瓷層和金屬層為主體，泡沫鋁合金(泡沫鋁合金的微觀多孔結(jié)構(gòu)還可以起到消噪的作用)不僅具有良好的硬度和剛性，并且在生產(chǎn)中易于成型加工一一可以直接進行切削加工，根據(jù)不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能需求選擇適當?shù)募庸ば问?，同時通過調(diào)整芯體上的孔密度以及孔分布等實現(xiàn)對芯體整體性能的調(diào)整，從而在保證質(zhì)量、強度和屈撓性能的同時，還可以通過調(diào)節(jié)本體不同位置的芯體、陶瓷層以及金屬層的比例厚度不同而調(diào)整整體的重心并保持穩(wěn)定性，從而達到調(diào)控整體重心分布的目的。設置的陶瓷層(氧化鋁陶瓷)與芯體和外層的金屬層都具有良好的相容性，同時在金屬層和芯體之間起到了承接和緩沖的作用，同時能夠隔絕發(fā)泡鋁合金材質(zhì)的芯體與金屬層之間的直接接觸，以避免兩者之間發(fā)生劇烈磨損而影響到整體的使用壽命和穩(wěn)定性。外層的金屬層在保持良好的接觸質(zhì)感的同時具有良好的韌性，并且在增強材料的增強作用下具有更為突出的屈撓和斷裂性能，對外界環(huán)境的溫差、沖擊、高溫、振動以及濕熱驟變的適應性更為良好，使整體結(jié)構(gòu)具有外韌內(nèi)剛的特殊性，以在應用中所需要滿足的表層拉伸防裂要求。而設置的包括軸柱和突出部的芯體結(jié)構(gòu)，使得整個本體結(jié)構(gòu)無論是在結(jié)構(gòu)性能還是重心位置等方面具有更好的可控性，并且通過與之相適應的陶瓷層和金屬層，使得各部分間的結(jié)合性能和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更好，從而使得使用性能更好。
[0007]本發(fā)明公開的發(fā)電機端蓋的一種改進，陶瓷層在芯體外側(cè)不等厚分布且陶瓷層的厚度由突出部向軸柱減小。采用不等厚分布的陶瓷層一一突出部端部厚而靠近軸柱處薄，針對性地將陶瓷層分布到芯體上，可以利用陶瓷層的厚薄與形變方向起到引導和衰減應力的作用，減小法向沖擊造成的直接損害。
[0008]本發(fā)明公開的發(fā)電機端蓋的一種改進，增強材料均勾分布在金屬層中。
[0009]本發(fā)明公開的發(fā)電機端蓋的一種改進，增強材料為氧化鋁陶瓷微球或者納米碳纖維材料。
[0010]本發(fā)明公開的發(fā)電機端蓋的一種改進，氧化鋁陶瓷微球為多孔氧化鋁陶瓷，氧化鋁陶瓷微球的粒徑為200-550微米(孔徑為5-20微米)，孔密度400?600孔/in2。通過選擇合適密度和孔密度的氧化鋁陶瓷微球懸浮在金屬層(鋁合金層)中，該微球與金屬層具有良好的親和性，同時有利于實現(xiàn)原子金屬鍵之間的計劃和鍵合，同時微孔結(jié)構(gòu)與金屬層之間形成柱塞關聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過柱塞結(jié)構(gòu)的形變和拉伸來衰減和變向所到的應力，從而在提高韌性的同時以微球結(jié)構(gòu)來改善金屬層表層的剛性和斷裂性能。
[0011]本發(fā)明公開的發(fā)電機端蓋的一種改進，鋁合金層的合金組成包括)Si9.0-10.0% ；Fel.0-1.3% ；Cu0.4-0.7% ；Mn0.3-0.45% ；Mg0.40-0.60% ；N1.4-0.65% ；Zn0.45-0.55% ；Sn0.12-0.15% ；T1.20-0.25% ;鋁Al以及不可避免的雜質(zhì):余量；其中單種雜質(zhì)含量彡0.05% ;雜質(zhì)總量合計:彡0.15%。
[0012]本發(fā)明公開的發(fā)電機端蓋的一種改進，增強材料占金屬層總質(zhì)量的20-33%，其中氧化鋁陶瓷微球占增強材料總體積的30-45%。這里增強材料因為利用活性較高與金屬層有良好碳化鍵合作用的納米碳纖維材料和主體元素相同的氧化鋁陶瓷微球，實現(xiàn)在增大增強材料用量的同時而無需擔憂增強材料用量增加、相容性不好、界面應力增加而導致整體性能下降的影響，起到較好的增強作用，對發(fā)電機持續(xù)運行過程的持續(xù)產(chǎn)生的脈沖沖擊有良好的穩(wěn)定和緩沖作用，同時有利于降低設備的噪音，整體提高發(fā)電機安全性的同時，改善發(fā)電工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境。
[0013]本發(fā)明公開的發(fā)電機端蓋，運行穩(wěn)定，重心低，使用輕松方便，承重能力較好，不易損壞，成型方便，并且具有良好的安全性和組配性。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡明本發(fā)明，應理解下述【具體實施方式】僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0015]結(jié)構(gòu)實施例1
[0016]本實施例中發(fā)電機端蓋，包括端蓋本體，在端蓋本體上設置有安裝孔、掛角和防護罩，端蓋本體包括發(fā)泡鋁合金材質(zhì)的芯體、陶瓷層以及金屬層，金屬層和陶瓷層由外及內(nèi)順次包覆在芯體外側(cè)，其中芯體包括軸柱以及設置在軸柱外側(cè)并且沿徑向向外延伸的突出部，金屬層為鋁合金層，金屬層中分散有增強材料。
[0017]結(jié)構(gòu)實施例2
[0018]本實施例中發(fā)電機端蓋，包括端蓋本體，在端蓋本體上設置有安裝孔、掛角和防護罩，端蓋本體包括發(fā)泡鋁合金材質(zhì)的芯體、陶瓷層以及金屬層，金屬層和陶瓷層由外及內(nèi)順次包覆在芯體外側(cè)，其中芯體包括軸柱以及設置在軸柱外側(cè)并且沿徑向向外延伸的突出部，金屬層為鋁合金層，金屬層中分散有增強材料，陶瓷層在芯體外側(cè)不等厚分布且陶瓷層的厚度由突出部向軸柱減小。
[0019]與上述實施例相區(qū)別的，增強材料均勻分布在金屬層中。
[0020]與上述實施例相區(qū)別的，增強材料為氧化鋁陶瓷微球(也可以為納米碳纖維材料)。
[0021]與上述實施例相區(qū)別的，氧化鋁陶瓷微球為多孔氧化鋁陶瓷，氧化鋁陶瓷微球的粒徑為 200 微米(還可以為以下任一:220、245、252、267、290、310、333、345、376、388、395、400、421、433、454、480、490、495、510、520、530、540、550 以及 200-550 微米范圍內(nèi)的其它任意值)，孔密度 400 孔/in2(還可以為以下任一:420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600 以及 400 ?600 孔 /in2范圍內(nèi)的其它任意值)。氧化鋁陶瓷微球上的孔徑可以為5微米(還可以為以下任一:5.5、6、6.7、7.2、7.7、8、9、10、11.2、12.3、13.9、14.2、15.7、16.3、17.5、18.6、19.4、20 以及 5-20 微米范圍內(nèi)的其它任意值)。
[0022]與上述實施例相區(qū)別的，增強材料占金屬層總質(zhì)量的20% (還可以為以下任一:22%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、24.7%、25.6%、27.6%、28.5%,29.3%以及20-33%范圍內(nèi)的其它任意值)，其中氧化鋁陶瓷微球占增強材料總體積的 30% (還有為 31%、33%、32.3%、33.7%、34%、34