CN106601461B - 一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法 - Google Patents

一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,包括非晶带材纵斜剪步骤、横剪叠片步骤、铁芯热处理步骤、铁芯成型步骤、铁芯涂胶步骤和铁芯拼装步骤。本发明的非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,材料利用率高,提高开口卷铁芯的搭接质量,降低变压器的制造成本。

Description

一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法
技术领域
本发明涉及一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,属于非晶变压器铁芯加工制造领域。
背景技术
现有的非晶合金立体卷铁芯为闭口,非晶铁芯比较薄,加工制造比较困难,线圈绕制需专业绕线机,公司设备投入比较大,制造效率低,加工工艺复杂,线圈更换复杂。
请参阅图1,非晶合金立体卷铁芯的横截面图,具有三个铁芯柱,每个铁芯柱的横截面11接近圆形。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷,提供一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,材料利用率高,提高开口卷铁芯的搭接质量,降低变压器的制造成本。
实现上述目的的技术方案是:一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,包括下列步骤:
S1,非晶带材纵斜剪步骤:采用多角度纵剪设备将矩形的非晶带材纵斜剪,每个矩形的非晶带材经过纵斜剪后获得两个T形非晶带材;
S2,横剪叠片步骤:采用自动横剪线的精密控制系统将带宽连续变化的多级卷铁芯依次镶嵌而成横截面为近似半圆形的单框铁芯,确保每一级带宽的非晶片组在开口处的搭接长度为8~16mm,每一级带宽的非晶片组在搭接接缝处的气隙控制在1mm;
S3,铁芯热处理步骤:在单框铁芯的不同带宽的叠厚位置插入多个热电偶,监测铁芯内部实时温度,确保铁芯各部位受热均匀,然后经过退火制成铁芯半成品;
S4,铁芯成型步骤:利用工装夹具将铁芯半成品吊入凹形可调模具,并利用具有角度的工模具冲压各级带宽,确保铁芯半成品的下侧处于同一平面,填实凹形可调模具的斜面,要求各级带宽端面平整,叠厚公差控制在±1mm,搭头部分的搭接长度控制在8~16mm,制成铁芯;
S5,铁芯涂胶步骤:在铁芯的表面涂覆一层厚度小于1mm的薄环氧层;
S6,铁芯拼装步骤:待铁芯表面的薄环氧层固化后进行铁芯拼装,包括以下工序:
S61,首先在辅助底板上对齐放入上夹件,将三根拉螺杆套入上夹件的支板上的三个螺孔中用于定位;
S62,剪断铁芯的钢包带并移去铁芯底部的外模板以及两侧外模板,用行车缓慢地将第一只铁芯吊入上夹件,在铁芯窗口中放入等长于窗口高度的木块用于支撑,并重新套上拉螺杆;用相同方法吊入其它两只铁芯并使三只铁芯均与地面垂直,确保三只铁芯相互成60°角排列,每相邻的两个铁芯紧密排列,且各自直径端面平整对齐;
S63,在每相邻的两个铁芯之间插入绝缘纸板;
S64,待铁芯竖起组装并确保等边三角对称后,在圆形的铁芯柱部位均匀包裹一层绝缘胶带,并用烘干灯固化绝缘胶带;
S65,在拉螺杆上套入螺帽后对齐套入下夹件,并确保下夹件与上夹件平行,制成非晶合金立体卷铁芯。
上述的一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,其中,所述带宽的宽度为25mm~213mm。
上述的一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,其中,所述横剪叠片步骤中,所述自动横剪线的精密控制系统包括自动感应无级数字变速送带、承料平台移动控制系统以及料架开合装置。
上述的一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,其中,所述铁芯的一面为平面结构,该平面结构在拼装时位于铁芯柱横截面的中芯直径位置,另一面为圆弧状结构,在铁芯涂胶步骤中,首先在平面结构上涂覆薄环氧层,然后在圆弧状结构上涂覆薄环氧层,为保证每级带宽的叠厚,在圆弧状结构上涂覆薄环氧层需精确控制,以确保后期两铁芯拼合时铁芯柱横截面接近圆形。
上述的一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,其中,在铁芯拼装步骤中,要求铁芯搭头无下陷,避免变形受力影响铁芯性能。
本发明的非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,材料利用率高,提高开口卷铁芯的搭接质量,降低变压器的制造成本。
附图说明
图1为非晶合金立体卷铁芯的横截面图;
图2为非晶带材纵斜剪的结构图;
图3为非晶合金立体卷铁芯的搭接处的结构示意图;
图4为铁芯成型步骤中采用的凹形可调模具的结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明:
请参阅图2至图4,本发明的最佳实施例,一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,包括下列步骤:
S1,非晶带材纵斜剪步骤:请参阅图2,采用多角度纵剪设备将矩形的非晶带材纵斜剪,每个矩形的非晶带材2经过纵斜剪后获得两个T形非晶带材21。非晶铁芯由多级不同尺寸的非晶带材组成,每一级非晶带材展开以后形状呈T形,即头、尾宽度d1、d2不同的T形带,在加工过程中,我们是将d1+d2后的宽度d的矩形的非晶带材2,通过多角度纵剪设备纵斜剪,一剖二获得T形非晶带材21,所以材料利用率非常高。
S2,横剪叠片步骤:采用自动横剪线的精密控制系统将带宽连续变化的多级卷铁芯依次镶嵌而成横截面为近似半圆形的单框铁芯,带宽的宽度为25mm~213mm,确保每一级带宽的非晶片组在开口处的搭接长度为8~16mm,每一级带宽的非晶片组在搭接接缝处的气隙控制在1mm;自动横剪线的精密控制系统包括自动感应无级数字变速送带、承料平台移动控制系统以及料架开合装置。请参阅图3,非晶合金卷铁芯的横剪叠片主要控制难点在于如何保证开口卷铁芯的搭接质量水平,由于立体卷铁芯的横截面为近似半圆形,它是由带宽连续变化的多级卷铁芯镶嵌而成,带宽从25mm到213mm不等。如何确保每一级带宽在开口处的多级接缝可以合理衔接,从而保证非晶片组的搭接3长度控制在8~16mm,相互接缝处的气隙控制在1mm左右成为关键技术之一,为此,需要借助自动横剪线的精密控制系统。
S3,铁芯热处理步骤:在单框铁芯的不同带宽的叠厚位置插入多个热电偶,监测铁芯内部实时温度,确保铁芯各部位受热均匀,然后经过退火制成铁芯半成品。采用多热电偶测温技术、热风循环差异导流技术使铁芯各部位受热均匀,最终确保铁芯性能一致。
S4,铁芯成型步骤:利用工装夹具将铁芯半成品吊入凹形可调模具,并利用具有角度的工模具冲压各级带宽,确保铁芯半成品的下侧处于同一平面,填实凹形可调模具的斜面,要求各级带宽端面平整,叠厚公差控制在±1mm,搭头部分的搭接长度控制在8~16mm,制成铁芯。非晶铁芯成型的关键技术之一就是如何保证单框铁芯的截面为半圆形,为此,根据铁芯容量、铁芯各级带宽、铁芯各级叠厚尺寸、铁芯内框窗口高度、铁芯内框窗口宽度设计专门的凹形可调模具,请参阅图4,凹形可调模具4包括模具主体41,模具主体41上开设有一凹槽42,凹槽42的槽底43为倾斜角度α为30°的斜面形状。
S5,铁芯涂胶步骤:在铁芯的表面涂覆一层厚度小于1mm的薄环氧层;铁芯的一面为平面结构,该平面结构在拼装时位于铁芯柱横截面的中芯直径位置,另一面为圆弧状结构,在铁芯涂胶步骤中,首先在平面结构上涂覆薄环氧层,然后在圆弧状结构上涂覆薄环氧层,为保证每级带宽的叠厚,在圆弧状结构上涂覆薄环氧层需精确控制,以确保后期两铁芯拼合时铁芯柱横截面接近圆形。薄环氧层可以显著减小非晶合金铁芯的应力,从而降低空载损耗及励磁功率,改善非晶合金铁芯的性能;同时涂层厚度变薄,环氧固化时间缩短,提高了非晶合金铁芯的生产效率;再者,由于铁芯整体尺寸减小,相应的缩小了变压器的外形尺寸,可以进一步降低变压器的制造成本
S6,铁芯拼装步骤:待铁芯表面的薄环氧层固化后进行铁芯拼装,包括以下工序:
S61,首先在辅助底板上对齐放入上夹件,将三根拉螺杆套入上夹件的支板上的三个螺孔中用于定位;
S62,剪断铁芯的钢包带并移去铁芯底部的外模板以及两侧外模板,用行车缓慢地将第一只铁芯吊入上夹件,在铁芯窗口中放入等长于窗口高度的木块用于支撑,并重新套上拉螺杆;用相同方法吊入其它两只铁芯并使三只铁芯均与地面垂直,确保三只铁芯相互成60°角排列,每相邻的两个铁芯紧密排列,且各自直径端面平整对齐;
S63,在每相邻的两个铁芯之间插入绝缘纸板;
S64,待铁芯竖起组装并确保等边三角对称后,在圆形的铁芯柱部位均匀包裹一层绝缘胶带,并用烘干灯固化绝缘胶带;
S65,在拉螺杆上套入螺帽后对齐套入下夹件,并确保下夹件与上夹件平行,制成非晶合金立体卷铁芯。
铁芯拼装步骤中,要求铁芯搭头无下陷,避免变形受力影响铁芯性能。
综上所述,本发明的非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,材料利用率高,提高开口卷铁芯的搭接质量,降低变压器的制造成本。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本发明,而并非用作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,其特征在于,包括下列步骤:
S1,非晶带材纵斜剪步骤:采用多角度纵剪设备将矩形的非晶带材纵斜剪,每个矩形的非晶带材经过纵斜剪后获得两个T形非晶带材;
S2,横剪叠片步骤:采用自动横剪线的精密控制系统将带宽连续变化的多级卷铁芯依次镶嵌而成横截面为半圆形的单框铁芯,确保每一级带宽的非晶片组在开口处的搭接长度为8~16mm,每一级带宽的非晶片组在搭接接缝处的气隙控制在1mm;
S3,铁芯热处理步骤:在单框铁芯的不同带宽的叠厚位置插入多个热电偶,监测铁芯内部实时温度,确保铁芯各部位受热均匀,然后经过退火制成铁芯半成品;
S4,铁芯成型步骤:利用工装夹具将铁芯半成品吊入凹形可调模具,并利用具有角度的工模具冲压各级带宽,确保铁芯半成品的下侧处于同一平面,填实凹形可调模具的斜面,要求各级带宽端面平整,叠厚公差控制在±1mm,搭头部分的搭接长度控制在8~16mm,制成铁芯;
S5,铁芯涂胶步骤:在铁芯的表面涂覆一层厚度小于1mm的薄环氧层;
S6,铁芯拼装步骤:待铁芯表面的薄环氧层固化后进行铁芯拼装,包括以下工序:
S61,首先在辅助底板上对齐放入上夹件,将三根拉螺杆套入上夹件的支板上的三个螺孔中用于定位;
S62,剪断铁芯的钢包带并移去铁芯底部的外模板以及两侧外模板,用行车缓慢地将第一只铁芯吊入上夹件,在铁芯窗口中放入等长于窗口高度的木块用于支撑,并重新套上拉螺杆;用相同方法吊入其它两只铁芯并使三只铁芯均与地面垂直,确保三只铁芯相互成60°角排列,每相邻的两个铁芯紧密排列,且各自直径端面平整对齐;
S63,在每相邻的两个铁芯之间插入绝缘纸板;
S64,待铁芯竖起组装并确保等边三角对称后,在圆形的铁芯柱部位均匀包裹一层绝缘胶带,并用烘干灯固化绝缘胶带;
S65,在拉螺杆上套入螺帽后对齐套入下夹件,并确保下夹件与上夹件平行,制成非晶合金立体卷铁芯。
2.根据权利要求1所述的一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,其特征在于,所述带宽的宽度为25mm~213mm。
3.根据权利要求1所述的一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,其特征在于,所述横剪叠片步骤中,所述自动横剪线的精密控制系统包括自动感应无级数字变速送带、承料平台移动控制系统以及料架开合装置。
4.根据权利要求1所述的一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,其特征在于,所述铁芯的一面为平面结构,该平面结构在拼装时位于铁芯柱横截面的中芯直径位置,另一面为圆弧状结构,在铁芯涂胶步骤中,首先在平面结构上涂覆薄环氧层,然后在圆弧状结构上涂覆薄环氧层,为保证每级带宽的叠厚,在圆弧状结构上涂覆薄环氧层需精确控制,以确保后期两铁芯拼合时铁芯柱横截面为圆形。
5.根据权利要求1所述的一种非晶合金立体卷铁芯的加工制造方法,其特征在于,在铁芯拼装步骤中,要求铁芯搭头无下陷,避免变形受力影响铁芯性能。
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