用於插入波紋彈簧的系統和方法
2023-10-24 23:56:32 2
用於插入波紋彈簧的系統和方法
【專利摘要】本發明涉及用於插入波紋彈簧的系統和方法。提供一種用於插入波紋彈簧的系統，其包括具有至少一個凹槽的壓縮板，並且壓縮板在其一端處具有傾斜區段。驅動板具有構造成裝配在至少一個凹槽的內部的至少一個導軌。衝擊工具構造成接合驅動板，以及對驅動板施加驅動力。壓縮板構造成至少部分地固定波紋彈簧，並且傾斜區段構造成在衝擊工具和驅動板推動波紋彈簧經過傾斜區段時，對波紋彈簧施加壓縮力。
【專利說明】用於插入波紋彈簧的系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明大體涉及電機，並且特別地，涉及用於將波紋彈簧插入到電機中的系統和方法。
【背景技術】
[0002]一般而言，對諸如發電機或馬達的電機進行常規監測，以在運行期間實現恰當的維護和高效率。監測電機的健康狀況的幾方面之一是檢查定子條繞組，以確保繞組在電機的運行期間是不動的。典型地，電機包括用以對定子引起徑向固定力的楔塊系統，以促進減少定子條繞組在定子槽口內的移動。這種楔塊系統還可包括嵌在定子繞組組件中的波紋彈簧(例如，頂部和側部波紋彈簧)。波紋彈簧一般處於壓縮狀態，以使繞組不移動。但是，如果楔塊系統變松馳，則固定力的量減小，使得定子條繞組在運行期間可移動。隨著時間的推移，定子條繞組的相對運動會損害定子條周圍的絕緣，以及可能發生潛在的定子條繞組故障。這可引起電接地短路，從而，降低機器的效率，以及進一步減少電機的故障之間的平均時間。因此，定期監測電機的健康狀況，以確定在定子槽口內的任何定子條繞組移動是否超過預定容差。
[0003]如果需要更換楔塊系統(包括波紋彈簧)，則技術員必須手動地移除和安裝新的楔塊系統。為了減少維護事件期間的停機時間，可能想要使轉子在原位。當使轉子在原位時，安裝波紋彈簧可能非常困難，尤其是側部波紋彈簧，因為產生的間隙使技術員沒有足夠的空間來操縱和執行規定的任務。典型地，技術員將揮動槌棒來驅動波紋彈簧就位。轉子和定子之間的間隙僅可為12至24英寸，而且這個空間對於技術員來說太有限，以至於無法揮動槌棒，以及將波紋彈簧驅動到恰當的位置。
[0004]因此，為了在使轉子在原位的同時更換楔塊系統，一起需要一種使得技術員能夠更換波紋彈簧的更高效的系統和方法。
【發明內容】
[0005]根據本發明的一方面，提供一種用於插入波紋彈簧的系統，其包括具有至少一個凹槽的壓縮板，並且壓縮板在其一端處具有傾斜區段。驅動板具有構造成裝配在至少一個凹槽的內部的至少一個導軌。衝擊工具構造成接合驅動板，以及對驅動板施加驅動力。壓縮板構造成至少部分地固定波紋彈簧，並且傾斜區段構造成在衝擊工具和驅動板推動波紋彈簧經過傾斜區段時，對波紋彈簧施加壓縮力。
[0006]根據本發明的另一方面，提供一種用於插入波紋彈簧的系統。系統包括具有兩個鳩尾形凹槽的壓縮板，並且壓縮板在其一端處包括傾斜區段。驅動板具有兩個鳩尾形軌，並且鳩尾形軌構造成裝配在鳩尾形凹槽的內部。衝擊工具構造成接合驅動板，以及對驅動板施加驅動力。壓縮板構造成至少部分地固定波紋彈簧，並且傾斜區段構造成在衝擊工具和驅動板推動波紋彈簧經過傾斜區段時，對波紋彈簧施加壓縮力。
[0007]根據本發明的又一方面，提供一種用於插入波紋彈簧的方法。方法包括提供具有至少一個凹槽的壓縮板的步驟，壓縮板在其一端處包括傾斜區段，並且傾斜區段構造成在波紋彈簧經過傾斜區段時，對波紋彈簧施加壓縮力。另一個步驟用來提供具有至少一個導軌的驅動板，並且導軌構造成裝配在至少一個凹槽的內部。另外的步驟用來提供構造成接合驅動板以及對驅動板施加驅動力的衝擊工具，將波紋彈簧置於壓縮板上，將波紋彈簧和壓縮板至少部分地置於電機的槽口內，將衝擊工具置於驅動板上，以及啟動衝擊工具以對驅動板和波紋彈簧施加衝擊力。波紋彈簧被衝擊工具、驅動板和壓縮板的傾斜區段驅動到槽口中。
[0008]一種用於插入波紋彈簧的系統，所述系統包括:
具有至少一個凹槽的壓縮板，所述壓縮板在其一端處包括傾斜區段；
具有至少一個導軌的驅動板，所述至少一個導軌構造成裝配在所述至少一個凹槽的內
部;
衝擊工具，其構造成接合所述驅動板，以及對所述驅動板施加驅動力；
其中，所述壓縮板構造成至少部分地固定所述波紋彈簧，並且所述傾斜區段構造成在所述衝擊工具和所述驅動板推動所述波紋彈簧經過所述傾斜區段時，對所述波紋彈簧施加壓縮力。
[0009]在另一個實施例中，所述波紋彈簧是側部波紋彈簧。
[0010]在另一個實施例中，所述至少一個凹槽由至少一個鳩尾形凹槽構成。
[0011]在另一個實施例中，所述壓縮板包括兩個鳩尾形凹槽。
[0012]在另一個實施例中，所述壓縮板進一步包括:
構造成將所述壓縮板支承在電機的槽口中的兩個側軌，以及其中，所述兩個側軌構造成促進對齊所述波紋彈簧。
[0013]在另一個實施例中，所述至少一個導軌由至少一個鳩尾形軌構成。
[0014]在另一個實施例中，所述驅動板包括兩個鳩尾形軌。
[0015]在另一個實施例中，所述衝擊工具進一步包括:
構造成裝配在所述衝擊工具的驅動端上的帶槽口帽，並且所述帶槽口帽構造成裝配在所述驅動板的一端的一部分上。
[0016]在另一個實施例中，所述帶槽口帽由縮醛樹脂構成。
[0017]在另一個實施例中，所述壓縮板和所述驅動板由縮醛樹脂構成。
[0018]一種用於插入波紋彈簧的系統，所述系統包括:
具有兩個鳩尾形凹槽的壓縮板，所述壓縮板在其一端處包括傾斜區段；
具有兩個鳩尾形軌的驅動板，所述鳩尾形軌構造成裝配在所述鳩尾形凹槽的內部； 衝擊工具，其構造成接合所述驅動板，以及對所述驅動板施加驅動力；
其中，所述壓縮板構造成至少部分地固定所述波紋彈簧，並且所述傾斜區段構造成在所述衝擊工具和所述驅動板推動所述波紋彈簧經過所述傾斜區段時，對所述波紋彈簧施加壓縮力。
[0019]在另一個實施例中，所述壓縮板進一步包括:
構造成將所述壓縮板支承在電機的槽口中的兩個側軌，以及其中，所述兩個側軌構造成促進對齊所述波紋彈簧。
[0020]在另一個實施例中，所述衝擊工具進一步包括: 構造成裝配在所述衝擊工具的驅動端上的帶槽口帽，並且所述帶槽口帽構造成裝配在所述驅動板的一端的一部分上。
[0021]一種用於插入波紋彈簧的方法，所述方法包括以下步驟:
提供具有至少一個凹槽的壓縮板，所述壓縮板在其一端處包括傾斜區段，所述傾斜區段構造成在所述波紋彈簧經過所述傾斜區段時，對所述波紋彈簧施加壓縮力；
提供具有至少一個導軌的驅動板，所述導軌構造成裝配在所述至少一個凹槽的內部； 提供構造成接合所述驅動板以及對所述驅動板施加驅動力的衝擊工具；
將所述波紋彈簧置於所述壓縮板上；
將所述波紋彈簧和壓縮板至少部分地置於電機的槽口內；
將所述衝擊工具置於所述驅動板上；
啟動所述衝擊工具，以對所述驅動板和所述波紋彈簧施加衝擊力；
其中，所述波紋彈簧被所述衝擊工具、驅動板和所述壓縮板的傾斜區段驅動到所述槽口中。
[0022]在另一個實施例中，進一步包括:
將所述至少一個凹槽設置成至少一個鳩尾形凹槽。
[0023]在另一個實施例中，進一步包括:
對所述壓縮板提供兩個鳩尾形凹槽。
[0024]在另一個實施例中，進一步包括:
對所述壓縮板提供兩個側軌，所述兩個側軌構造成將所述壓縮板支承在電機的槽口中，以及其中，所述兩個側軌構造成促進對齊所述波紋彈簧。
[0025]在另一個實施例中，進一步包括:
將所述至少一個導軌設置為至少一個鳩尾形軌。
[0026]在另一個實施例中，包括:
對所述驅動板提供兩個鳩尾形軌。
[0027]在另一個實施例中，進一步包括:
對所述衝擊工具提供帶槽口帽，所述帶槽口帽構造成裝配在所述衝擊工具的驅動端上，並且所述帶槽口帽構造成裝配在所述驅動板的一端的一部分上。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]當參照附圖來閱讀以下詳細描述時，本發明的這些和其它特徵、方面與優點將變得更好理解，其中，相同符號在圖中表示相同部件，其中:
圖1是電機的定子的一部分的局部立體圖，其示出根據本發明的實施例的定子楔塊組
件;
圖2示出測量系統，其聯接到用於圖1的電機內的示例性波紋彈簧上；
圖3示出根據本發明的一方面的、用於將波紋彈簧插入到電機中的槽口中的系統的立體圖；
圖4示出根據本發明的一方面的系統的立體圖；
圖5示出根據本發明的一方面的、部分地置於電機的槽口內的系統的橫截面圖；以及 圖6示出根據本發明的一方面的帶槽口帽的立體圖。[0029]部件列表
10定子芯 12定子齒 14定子槽口
15平板 16定子繞組 18墊片
20頂部波紋彈簧 21楔塊 22斜削邊緣 24凹槽
26側部波紋彈簧 300系統 310壓縮板 312凹槽 314傾斜區段 316側軌 320驅動板 322導軌 330衝擊工具 332帶槽口帽 426波紋彈簧 550箭頭 610 槽口 620 槽口。
【具體實施方式】
[0030]下面將對本發明的一個或多個具體方面/實施例進行描述。為了致力於提供對這些方面/實施例的簡明描述，在說明書中可能不會對實際實現的所有特徵進行描述。應當理解，在任何這種實際實現的開發中，如在任何工程或設計項目中那樣，必須作出許多特定於實現的決策來達到開發者的具體目的，諸如服從機器相關的約束、系統相關的約束及商業相關的約束，該具體目的可隨不同的實現而改變。此外，應當理解，這種開發工作可能是複雜和耗時的，但對受益於本公開的普通技術人員來說，這種開發工作將不過是設計、生產和製造的例行任務
當介紹本發明的多種實施例的要素時，冠詞「一」、「該」和「所述」意於表示存在一個或多個該要素的意思。用語「包括」、「包含」和「具有」意於為包括性的，並且表示除了列出的要素之外可存在另外的要素的意思。運行參數和/或環境條件的任何示例都不排除公開的實施例的其它參數/條件。另外，應當理解，對本發明的「一個實施例」、「一方面」或「實施例」或「方面」的引用不意於理解為排除也結合了所敘述的特徵的另外的實施例或方面的存在。
[0031]圖1示出具有定子楔塊機構的電機的定子芯10的一部分的局部立體圖。定子芯10包括多個定子齒12 ;定子齒12進一步包括構造成容納定子繞組16 (也被稱為定子線圈)的定子槽口 14。定子繞組16通過多個元件固定在定子槽口 14中，該多個元件顯示為平板15、墊片18、頂部波紋彈簧20，以及定子楔塊21，定子楔塊21具有斜削邊緣22，斜削邊緣22用於接合定子齒12的側壁中的對應地成形的凹槽24。在各種應用中，平板15可包括傳導性金屬平板或非金屬平板(非傳導性)。頂部波紋彈簧20在定子楔塊21和墊片18之間受壓收縮，以產生牢固地使定子繞組16保持就位的力。頂部波紋彈簧20可由非傳導性材料製成，諸如(但不限於)塑料薄板。定子芯10還包括用以保持定子繞組16緊密地配合在定子芯10內的多個側部波紋彈簧26。側部波紋彈簧26可由傳導性材料或非傳導性材料製成，諸如(但不限於)塑料薄板或玻璃纖維複合物。
[0032]隨著時間的推移，頂部波紋彈簧16和/或側部波紋彈簧26可失去其彈性，使得定子楔塊系統變松馳。這可容許定子繞組16振動，振動可導致定子芯10受損，以及最終使電機失效。
[0033]圖2示出側部波紋彈簧26。如立體圖中顯示的那樣，側部波紋彈簧26具有未受壓收縮的高度h和沿著長度L延伸的波紋循環。但是，波紋循環也可相對於長度L以45度角延伸，或者以具體應用中期望的任何適當的角延伸。要注意的是，取決於定子槽口(在圖1中顯示為槽口 14)的大小，可不同地選擇波紋彈簧長度L和寬度d。在另一個實施例中，側部波紋彈簧26是多層的，其具有頂部層、中部層和相對地設置的底部層。
[0034]圖3示出根據本發明的一方面的、用於將波紋彈簧插入到電機的槽口中的系統300的立體圖。僅作為一個示例，波紋彈簧可為側部波紋彈簧。電機可為馬達或發電機。系統300包括壓縮板310，壓縮板310具有至少一個凹槽312，以及在其一端處的傾斜區段314。凹槽312可構造鳩尾形凹槽。根據本發明的一方面，壓縮板310可包括兩個或更多個鳩尾形凹槽312。壓縮板310還可包括構造成將壓縮板310支承在電機的槽口中的兩個側軌316。兩個側軌316還可用來促進對齊波紋彈簧。僅作為一個示例，壓縮板、側軌和/或傾斜區段314可由縮醛樹脂構成。
[0035]驅動板320包括至少一個導軌322，並且導軌322構造成裝配在凹槽312的內部。導軌322可構造成鳩尾形軌。根據本發明的一方面，驅動板320包括兩個或更多個鳩尾形軌322。僅作為一個示例，驅動板和導軌可由縮醛樹脂構成。
[0036]衝擊工具330構造成接合驅動板320，以及對驅動板320施加驅動力。衝擊工具330可為手持式衝擊錘、手持式(或掌上)衝擊敲釘機或任何其它適於對驅動板320施加驅動力的工具。例如，衝擊工具330可為氣動式或電動式衝擊錘/敲釘機。衝擊工具330還包括構造成裝配在衝擊工具330的驅動端上的帶槽口帽332。帶槽口帽332還構造成裝配在驅動板320的一端的一部分上。僅作為一個示例，帶槽口帽可由縮醛樹脂構成。
[0037]圖4示出系統300和置於壓縮板310上的波紋彈簧426的立體圖。在使用系統300時，將波紋彈簧426置於壓縮板310上，並且壓縮板310構造成至少部分地固定波紋彈簧。例如，波紋彈簧426可由壓縮板310的基部、傾斜區段314、側軌316和/或驅動板320的端部固定。傾斜區段314構造成在衝擊工具330和驅動板320推動波紋彈簧經過傾斜區段314時，對波紋彈簧施加壓縮力。[0038]圖5示出部分地置於電機的槽口內的系統300的橫截面圖。定子繞組16位於兩個定子齒12之間，以及位於槽口 14中。波紋彈簧426將插入定子繞組16和相對的槽口表面14之間，並且波紋彈簧將沿箭頭550指示的方向行進。壓縮板310和波紋彈簧置於槽口14中，並且這兩個元件都支靠在定子繞組16的頂部上。驅動板置于波紋彈簧的頂部上(相對於圖來說)，而衝擊工具(未在圖5中顯示)置於驅動板320的頂部上，並且被用來向下將波紋彈簧426驅動到槽口 14中。在波紋彈簧經過傾斜表面時，傾斜表面314使波紋彈簧426受壓收縮，從而使得波紋彈簧能夠插入到定子繞組16和槽口 14的相對的表面之間。在插入第一波紋彈簧之後，可插入下一個定子繞組，並且重複該過程。側軌316還可構造成被移除，以及附連到壓縮板310上，使得可採用各種大小的側軌來容納各種寬度的槽口 14。
[0039]圖6示出帶槽口帽332的立體圖。帶槽口帽332包括在大小上設置成容納驅動板320以及裝配在驅動板320上的第一槽口 610。輔助槽口 620可用來促進將帽安裝到衝擊工具330上。
[0040]根據本發明的另一方面，還提供一種用於插入波紋彈簧的方法。方法包括提供具有至少一個凹槽的壓縮板的步驟，壓縮板在其一端處包括傾斜區段，傾斜區段構造成在波紋彈簧經過傾斜區段時，對波紋彈簧施加壓縮力。另一個步驟提供具有至少一個導引部件的驅動板，導引部件構造成裝配在至少一個凹槽的內部。方法還包括以下步驟:提供構造成接合驅動板以及對驅動板施加驅動力的衝擊工具。
[0041]方法還包括以下步驟:將波紋彈簧置於壓縮板上，將波紋彈簧和壓縮板至少部分地置於電機的槽口內，以及將衝擊工具置於驅動板上。後續步驟用於啟動衝擊工具，以對驅動板和波紋彈簧施加衝擊力，以及其中，波紋彈簧被衝擊工具、驅動板和壓縮板的傾斜區段驅動到槽口中。方法還可包括額外的步驟:將至少一個凹槽設置成至少一個鳩尾形凹槽；對壓縮板提供兩個鳩尾形凹槽；將至少一個導引部件設置成至少一個鳩尾形部件；以及對驅動板提供兩個鳩尾形部件。另外，方法包括以下步驟:對壓縮板提供構造成將壓縮板支承在電機的槽口中的兩個側軌，其中，兩個側軌構造成促進對齊波紋彈簧；以及對衝擊工具提供帶槽口帽，帶槽口帽構造成裝配在衝擊工具的驅動端上，並且帶槽口帽構造成裝配在驅動板的一端的一部分上。
[0042]本書面描述使用示例來公開本發明，包括最佳模式，並且還使本領域任何技術人員能夠實踐本發明，包括製造和使用任何裝置或系統，以及實行任何結合的方法。本發明的可取得專利的範圍由權利要求限定，並且可包括本領域技術人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有不異於權利要求的字面語言的結構要素，或者如果它們包括與權利要求的字面語言無實質性差異的等效結構要素，則它們意於處在權利要求的範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於插入波紋彈簧的系統，所述系統包括: 具有至少一個凹槽的壓縮板，所述壓縮板在其一端處包括傾斜區段； 具有至少一個導軌的驅動板，所述至少一個導軌構造成裝配在所述至少一個凹槽的內部; 衝擊工具，其構造成接合所述驅動板，以及對所述驅動板施加驅動力； 其中，所述壓縮板構造成至少部分地固定所述波紋彈簧，並且所述傾斜區段構造成在所述衝擊工具和所述驅動板推動所述波紋彈簧經過所述傾斜區段時，對所述波紋彈簧施加壓縮力。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述波紋彈簧是側部波紋彈簧。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述至少一個凹槽由至少一個鳩尾形凹槽構成。
4.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述壓縮板包括兩個鳩尾形凹槽。
5.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述壓縮板進一步包括: 構造成將所述壓縮板支承在電機的槽口中的兩個側軌，以及其中，所述兩個側軌構造成促進對齊所述波紋彈簧。
6.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述至少一個導軌由至少一個鳩尾形軌構成。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述驅動板包括兩個鳩尾形軌。
8.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述衝擊工具進一步包括: 構造成裝配在所述衝擊工具的驅動端上的帶槽口帽，並且所述帶槽口帽構造成裝配在所述驅動板的一端的一部分上。
9.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述帶槽口帽由縮醛樹脂構成。
10.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述壓縮板和所述驅動板由縮醛樹脂構成。
【文檔編號】H02K15/02GK103701269SQ201310447576
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2012年9月27日
【發明者】S.W.阿利, B.M.萊普, L.M.布勞恩 申請人:通用電氣公司