CN102214504A - 一种铜复合铌钛多芯超导漆包线的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜复合铌钛多芯超导漆包线的制造方法，所述制造方法包括拉拔过程和涂漆过程，在拉拨和涂漆过程中，通过放线盘、绞盘、导向盘、调直盘、收线盘和拉拨模对线材进行处理；在拉拨和涂漆过程中，相邻的放线盘、绞盘、导向盘、调直盘和收线盘之间的线材缠绕方向相互交错变换，实现线材交错交叉缠绕，摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡。本发明通过合理分布线材缠绕摩擦受力和弯曲方向，使超导线材缠绕弯曲时产生的内侧压缩形变和外侧拉伸形变相互平衡，摩擦受力面交替于弯曲线材的内、外侧，实现了铜复合铌钛多芯超导漆包线的产品化生产。

Description

一种铜复合铌钛多芯超导漆包线的制造方法
技术领域
本发明涉及一种铜复合铌钛多芯超导漆包线的制造方法。
背景技术
本世纪六十年代，铌锆、铌钛和铌锡等实用超导材料相继问世，超导应用研究得到很快的发展。现在，超导磁体技术已应用于磁流体发电，核聚变高能物理，超导电机和磁悬浮列车等方面。我国的铌钛多丝扭绞复合超导线的性能达到或接近世界同类产品的水平，我们已经成功地制造了储能在56万焦耳以下的包括螺线管形，跑道形，U形以及鞍形等不同形式的超导磁体。
普通漆包线是采用对导体(铜或铝)棒材的连续拉拔和涂漆的传统方法制成，线材的拉拔过程为：放线盘、拉拔模、绞盘、……、拉拔模、绞盘、收线盘。根据线与绞盘间的速度关系，分为滑动式多模连续拉拔和非储线式无滑动多模连续拉拔；拉拔力来自缠绕在绞盘上线的摩擦力。线材的涂漆过程也是通过导向绞盘、放线盘和收线盘实现。
现有线材拉拔和涂漆技术方案适应于导体材料各向同性的漆包线的生产，同一方向侧的缠绕弯曲对线材的表面质量影响非常小。
如图4所示，铜复合铌钛多芯超导线材由铌钛芯棒1、和铜复合包套2组成。铜复合铌钛多芯超导线材的铜包层很薄，直径1mm的超导线，铜包层厚度只有0.003mm。铌钛合金与铜相比，其硬度、变形指数比较大。
铜复合铌钛多芯超导线材在拉拨和涂漆过程中、在放线盘、绞盘、导向盘、调直盘和收线盘对线材的缠绕过程中存在着线材的连续同一方向侧弯曲和摩擦受力问题，如图5所示，超导线材缠绕弯曲时产生内侧压缩形变5-1、和外侧拉伸形变5-2，当线材的同一方向侧连续弯曲和摩擦受力时就会造成内侧压缩形变和外侧拉伸形变不相等，就导致超导线材在生产过程中产生表面缺陷，造成涂漆质量瑕疵。
现有的适用于铜、铝、铜包铝导体的普通漆包线生产，其缺点是线材缠绕摩擦受力和弯曲分布不均，不能克服铜复合铌钛多芯超导漆包线生产中线材的同一方向侧连续弯曲和摩擦受力引起的表面缺陷和涂漆瑕疵。
发明内容
本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种铜复合铌钛多芯超导漆包线的制造方法，它通过合理分布线材缠绕摩擦受力和弯曲方向，使超导线材缠绕弯曲时产生的内侧压缩形变和外侧拉伸形变相互平衡，摩擦受力面交替于弯曲线材的内、外侧，实现了铜复合铌钛多芯超导漆包线的产品化生产。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种铜复合铌钛多芯超导漆包线的制造方法，包括拉拨过程和涂漆过程，在拉拨和涂漆过程中，通过放线盘、绞盘、导向盘、调直盘、收线盘和拉拨模对线材进行处理；在拉拨和涂漆过程中，相邻的放线盘、绞盘、导向盘、调直盘和收线盘之间的线材缠绕方向相互交错变换，实现线材交错交叉缠绕，摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡。
拉拨过程为多模连续拉拨，包括拉拨放线盘和拉拨收线盘，放线盘和收线盘之间设置有多道绞盘，相邻的拉拨放线盘、绞盘和拉拨收线盘之间设置有拉拨模，相邻的拉拨放线盘、绞盘和拉拨收线盘之间的线材缠绕方向相互交错变换，实现线材交错交叉缠绕，摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡。
拉拨过程为活套式拉拨，包括多道拉拨导向盘和绞盘，每两个拉拨导向盘之间的线材相互交错缠绕形成一组拉拨导向盘组，每组拉拨导向盘组之间设置有一个绞盘，拉拨导向盘组和绞盘之间设置有拉拨模，相邻的拉拨导向盘组和绞盘之间的线材缠绕方向相互交错变换，实现线材交错交叉缠绕，摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两个侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡。
涂漆过程设置有涂漆放线盘和涂漆收线盘，涂漆放线盘和涂漆收线盘之间设置有多道调直盘，调直盘中间设置有一组涂漆导向盘组，涂漆导向盘组由两个涂漆导向盘构成，线材在两个涂漆导向盘之间进行多轮回相互交错缠绕，相邻的涂漆放线盘、调直盘、涂漆导向盘组和涂漆收线盘之间的线材缠绕方向相互交错变换，实现线材交错交叉缠绕，摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡。
本发明在铜复合铌钛多芯超导漆包线生产过程中，通过将相邻的放线盘、绞盘、导向盘、调直盘和收线盘之间的线材缠绕方向相反配对、实现了线材交错交叉缠绕，解决了线材缠绕过程中存在的、线材同一方向侧连续弯曲和摩擦受力造成的线材表面缺陷和涂漆质量瑕疵的问题。摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡，实现了铜复合铌钛多芯超导漆包线的产品化生产。
附图说明
图1为超导线材多模连续拉拔过程示意图。
图2为卫超导线材活套式拉拔过程示意图。
图3为超导线材连续涂漆的线材输送示意图。
图4为铜复合铌钛多芯超导线材截面示意图。
图5为超导线材缠绕弯曲内外侧变形剖面示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种铜复合铌钛多芯超导漆包线的制造方法，包括拉拨过程和涂漆过程，在拉拨和涂漆过程中，通过放线盘、绞盘、导向盘、调直盘、收线盘和拉拨模对线材进行处理；在拉拨和涂漆过程中，相邻的放线盘、绞盘、导向盘、调直盘和收线盘之间的线材缠绕方向相互交错变换，实现线材交错交叉缠绕，摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡。
如图1所示，在超导线材生产中，拉拨工艺为多模连续拉拔，包括拉拨放线盘1-1、拉拨收线盘1-2，在拉拨放线盘和拉拨收线盘之间设置有三道绞盘1-3、1-4、1-5，三道绞盘之间设置有四个拉拔模1-6、1-7、1-8、1-9，最后一个拉拔模为成品拉拔摸；其中：拉拨放线盘盘绕原线材；拉拨收线盘盘收成品线材，并提供通过成品拉拔模的线材拉拔张力；中间三个拉拔模实施3个道次的工艺拉拔过程，三道绞盘分别提供线材通过中间三个拉拨模的拉拔张力。如图1所示，相邻的拉拨放线盘与绞盘之间、相邻的绞盘与绞盘之间、及相邻的绞盘与收线盘之间的线材缠绕方向相互交错变换，实现线材交错交叉缠绕，摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡。
如图2所示，在超导线材生产中，拉拨工艺为活套式拉拔，包括两个绞盘2-1、2-2，和六个拉拨导向盘2-3、2-11、2-9、2-10、2-12、2-13，每两个拉拨导向盘之间的线材相互交错缠绕形成一组拉拨导向盘组，如图2所示，拉拨导向盘2-3和拉拨导向盘2-11、拉拨导向盘2-9和拉拨导向盘2-10、及拉拨导向盘2-12和拉拨导向盘2-13分别形成三组拉拨导向盘组，其中一个拉拨导向盘为活套导向盘2-3，活套导向盘2-3通过两个相互铰接的活套臂2-5、2-6和汽缸2-4连接，汽缸安装于汽缸支架2-14上。相邻的拉拨导向盘组之间设置有一个绞盘，拉拨导向盘组和绞盘之间设置有拉拨模2-7、2-8，相邻的导向盘组和绞盘之间的线材缠绕方向相互交错变换，实现线材交错交叉缠绕，摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡。
图2中，两个绞盘配对分别提供线材通过拉拔模的拉拔张力；活套导向盘通过汽缸、活套臂的运行调节线材张力；拉拨导向盘组改变线材的缠绕方向。
如图3所示，涂漆过程设置有涂漆放线盘3-1和涂漆收线盘3-2，涂漆放线盘和涂漆收线盘之间设置有两道调直盘3-3、3-4，调直盘中间设置有一组涂漆导向盘组，涂漆导向盘组由两个涂漆导向3-5、3-6构成，线材在两个涂漆导向盘之间进行多轮回相互交错缠绕，形成多个线条3-7、3-8、3-9、3-10，相邻的涂漆放线盘、调直盘、涂漆导向盘组和涂漆收线盘之间的线材缠绕方向相互交错变换，实现线材交错交叉缠绕，摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡。
图3中：涂漆放线盘盘绕原线材；涂漆收线盘盘收漆包成品线；两个调直盘分别与涂漆放线盘和涂漆收线盘配对；两个涂漆导向盘中的线材交错交叉缠绕。
本发明在铜复合铌钛多芯超导漆包线生产过程中，通过将相邻的放线盘、绞盘、导向盘、调直盘和收线盘之间的线材缠绕方向相反配对、实现了线材交错交叉缠绕，解决了线材缠绕过程中存在的、线材同一方向侧连续弯曲和摩擦受力造成的线材表面缺陷和涂漆质量瑕疵的问题。摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡，实现了铜复合铌钛多芯超导漆包线的产品化生产。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种铜复合铌钛多芯超导漆包线的制造方法，包括拉拨过程和涂漆过程，在拉拨和涂漆过程中，通过放线盘、绞盘、导向盘、调直盘、收线盘和拉拨模对线材进行处理；其特征在于：在拉拨和涂漆过程中，相邻的放线盘、绞盘、导向盘、调直盘和收线盘之间的线材缠绕方向相互交错变换，实现线材交错交叉缠绕，摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡。
2.如权利要求1所述的铜复合铌钛多芯超导漆包线的制造方法，其特征在于：拉拨过程为多模连续拉拨，包括拉拨放线盘和拉拨收线盘，放线盘和收线盘之间设置有多道绞盘，相邻的拉拨放线盘、绞盘和拉拨收线盘之间设置有拉拨模，相邻的拉拨放线盘、绞盘和拉拨收线盘之间的线材缠绕方向相互交错变换，实现线材交错交叉缠绕，摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡。
3.如权利要求1所述的铜复合铌钛多芯超导漆包线的制造方法，其特征在于：拉拨过程为活套式拉拨，包括多道拉拨导向盘和绞盘，每两个导向盘之间的线材相互交错缠绕形成一组导向盘组，每组导向盘组之间设置有一个绞盘，导向盘组和绞盘之间设置有拉拨模，相邻的导向盘组和绞盘之间的线材缠绕方向相互交错变换，实现线材交错交叉缠绕，摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡。
4.如权利要求1所述的铜复合铌钛多芯超导漆包线的制造方法，其特征在于：涂漆过程设置有涂漆放线盘和涂漆收线盘，涂漆放线盘和涂漆收线盘之间设置有多道调直盘，调直盘中间设置有一组涂漆导向盘组，涂漆导向盘组由两个涂漆导向盘构成，线材在两个涂漆导向盘之间进行多轮回相互交错缠绕，相邻的涂漆放线盘、调直盘、涂漆导向盘组和涂漆收线盘之间的线材缠绕方向相互交错变换，实现线材交错交叉缠绕，摩擦受力面交替作用于弯曲线材的内、外两侧，使线材的内侧表面的压缩形变和线材的外侧表面的拉伸形变相互平衡。
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