CN108922771B - 一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置，二极线圈的骨架设在绕线工装基座上；骨架外侧设有压线板；沿着骨架的外侧设有压紧装置固定座，压紧主轴的一端可在固定座上滑动和转动，档块压紧在压线板上；档块脱离压线板表面，弹簧B的作用贴在绕线工装基座外侧；绕制步骤是：二极线圈的骨架固定在绕线工装基座上；绕线工装基座固定在立式绕线机上，实现旋转；压线板压紧绕好的线材面；骨架外侧设有压紧装置固定座；弹簧A提供压紧张力，档块压在压线板上；压紧装置固定座向外侧滑动，并转动90度位置，档块脱离压线板表面，弹簧B使档块贴紧在工装基座外沿；顶丝进给顶紧板，为线材直边绕制提供张力；结构简单、操作方便；绕制质量和绕线效率高。

Description

一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置及方法
技术领域
本发明属于磁体线圈绕制技术领域，特别涉及一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置及方法。
背景技术
近年来强磁场广泛应用于材料科学、物理学科、能源和生物医疗技术领域，尤其是用于物质和生命的基本特性研究的国家大科学装置，强磁场环境是科学研究的先决条件。异形超导线圈的绕制成型技术是实现所需磁场环境的基础，二极磁铁作为加速器中的主要构成部件，起着偏转粒子的重要作用。
由于目前超导磁体领域没有相关专用装备工装，传统的绕线机一般可以绕制螺线管线圈，形状规则的线圈的线材绕制过程中持续承受张力，排线位置可以精密控制，而二极线圈直边段没有张力，如何绕制这种精密排线的二极线圈，使得实际线圈的外形尺寸和填充率最大限度的接近理论设计模型变的非常重要，这是保证实现所需的磁场环境的前提。
本发明的目的就是解决大直径二极线圈的精密绕制过程中的直边段张力缺失、增加压线机构又不影响循环绕制等技术问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置及方法，解决大直径二极线圈的精密绕制技术问题，通过直边段绕制过程的压线提供张力，并且避免压线装置引起的重复绕制过程的空间干涉、保证整个过程可以方便持续绕制，实现了大直径二极线圈的精密绕制。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置，包括有绕线工装基座，二极线圈的骨架定位并固定在绕线工装基座上；骨架外侧设置有用于压紧线材面的压线板；绕线工装基座沿着骨架的外侧固定有多组压紧装置固定座，压紧主轴的一端可在压紧装置固定座上滑动和转动，滑动过程中通过压紧主轴上安装的弹簧A提供压紧张力，档块压紧在压线板上；压紧主轴可与压紧装置固定座一起转动，转动一定角度位置后档块脱离压线板表面，让开绕线的回转空间，通过弹簧B的张力作用贴在绕线工装基座外侧。
所述的压线装置固定座设置在绕线工装基座外侧 ，压紧主轴的档块在绕线之前可旋转90°后贴紧在工装基座外，不妨碍绕线空间，在绕线之后可转出来顶在压线板上实现线圈压紧功能。
所述的绕线工装基座的下侧为直边段，上侧为绕制弯曲段。
所述的绕制直边段通过顶出结构为绕制直边线材提供张力，解决直边段因为没有张力引起的线材无法精密排线的问题。
所述的骨架与绕线工装基座通过螺栓连接。
所述的压线装置固定座通过转动轴滑动连接在绕线工装基座的外侧。
所述的弹簧A与压紧主轴通过螺母设在压紧装置固定座上；所述的弹簧B通过压紧装置固定座的转动轴设在压紧装置固定座上。
所述的压线板被档块压在线圈的外侧面；所述的顶丝通过螺母设在压紧装置固定座上。
所述的绕线工装基座安装在可以旋转的绕线机构的主轴上实现转动。
一种用于大直径二极线圈的精密绕制方法，包括以下步骤：
步骤1，将二极线圈的骨架定位并固定在绕线工装基座上，绕线工装基座的外缘上设有定位凸起，用于限制骨架内侧位置从而保证线圈的内径尺寸；
步骤2，绕线工装基座的中心通过主轴固定在立式绕线机上，实现工装整体旋转；
步骤3，绕线工装基座的骨架设置有压线板，用于压紧已经绕好的线材面；
步骤4，在绕线工装基座外沿，环绕整个骨架的位置安装固定多组压紧装置固定座，固定座的压紧主轴可以滑动和转动；
步骤5，固定座的压紧主轴的一端安装在固定座上，可沿安装孔滑动；压紧主轴的另一端设计有档块，滑动过程中通过套在压紧主轴上的弹簧A提供压紧张力，档块压紧在压线板上，实现压线功能；
步骤6，固定座在拉伸状态下转动90度位置后，压紧主轴脱离压线板表面，通过弹簧B张力作用缩回到绕线工装基座的外侧，不必重复拆卸压紧主轴即可持续进行绕线工作；
步骤7，绕线工装基座的直边段安装有三组顶紧板，通过顶丝进给顶紧板，实现线材直边绕制过程中张力的提供，绕制完成后松开顶丝，线圈紧密成型。
所述的压线板均匀的布设在骨架弯曲段上。
本发明的有益效果是：
1）由于采用了绕线过程中线材的实时位置定位控制，所以可以实现大直径二极线圈的精密绕制。
2）绕制直边段通过顶出结构为绕制直边线材提供张力，解决直边段因为没有张力引起的线材无法精密排线的问题。
3）压线装置固定座设置在绕线工装基座外侧 ，压紧主轴的档块在绕线之前可以让位到绕线工装基座外侧，从而不会妨碍绕线空间，而绕线之后又可以伸出来旋转90°后扣在压线板实现线圈压紧功能，压线装置的可调结构方便绕制循环往复的连贯性。
实现大型的异形线圈的精密绕制，绕线装置巧妙设计了直边段的张力引入装置、绕制过程中的线材压紧装置，而且压紧装置在循环绕制过程中方便让位，提高了大科学装置用二极线圈的绕制质量和绕线效率。
本发明解决大直径二极线圈的精密绕制过程中的的精密成型、张力分布均匀以及一致性等技术问题。结构简单、实用、可靠，操作方便。
附图说明
图1是本发明制作的线圈结构示意图。
图2是本发明绕线装置结构示意图；其中图2（a）为本发明绕线装置结构的平视图；图2（b）为本发明绕线装置结构的俯视图。
图3为本发明压线位置的局部放大图。
图中，1. 绕线工装基座，2. 骨架，3. 压线板，4. 压紧主轴，5 弹簧A，6. 压紧装置固定座，7. 顶丝，8. 顶紧板，9. 线圈，10. 弹簧B。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置，包括有绕线工装基座1，二极线圈的骨架2定位并固定在绕线工装基座1上；骨架2外侧设置有用于压紧线材面的压线板3；绕线工装基座1沿着骨架2的外侧固定有多组压紧装置固定座6，压紧主轴4的一端可在压紧装置固定座6上滑动和转动，滑动过程中通过压紧主轴4上安装的弹簧A5提供压紧张力，档块11压紧在压线板3上；压紧主轴4可与压紧装置固定座6一起转动，转动一定角度位置后档块11脱离压线板3表面，通过弹簧B10的张力作用贴在绕线工装基座1的外侧。
所述的压线装置固定座6设置在绕线工装基座1外侧 ，压紧主轴4的档块（11）在绕线之前可旋转90°后贴紧在工装基座1外，不妨碍绕线空间，在绕线之后可转出来顶在压线板上实现线圈压紧功能。
所述的绕线工装基座1的下侧为直边段，上侧为绕制弯曲段。
本发明为一种大直径二极线圈的精密绕制装置，待绕制线圈结构如图1所示，绕制装置如图2（a）、2（b）和图3所示，本发明绕制装置首先将二极线圈9的骨架2定位并固定在绕线工装基座1上，绕线工装基座1外缘上设置定位凸台，用于限制骨架内侧位置从而保证线圈9内径尺寸；绕线工装基座1的中心通过主轴固定在立式绕线机上，实现工装整体旋转；绕线工装基座的骨架2外侧均设置有压线板3，用于压紧已经绕好的线材面；绕线工装基座1外侧安装固定多组压紧装置固定座6，压紧装置固定座6的主轴可以沿基板的安装孔滑动和转动。压紧主轴4的一端安装在压紧装置固定座6上，可以沿安装孔滑动。压紧主轴4的另一端设计有档块，滑动过程中通过套在压紧主轴4上的弹簧A5提供压紧张力，档块压紧在压线板3上，实现压线功能；固定座6拉伸状态下转动90度位置后，压紧主轴4脱离压线板3表面，（压紧装置固定座可沿工装基座的安装孔滑动和转动，当固定座向外侧滑动一段距离，同时转动90度位置后，压紧主轴随着固定座一起转动，此时档块脱离压线板表面），通过弹簧B10张力作用缩回到绕线工装基座1外侧，这样设计可以不必重复拆卸压紧主轴4即可方便持续进行绕线工作；绕线装置直边段安装有三组顶紧板8，通过顶丝7进给顶紧板8，实现线材直边绕制过程中张力的提供，如果线材没有张力就无法按照预定线路紧密排线，绕制完成后松开顶丝7，线圈9紧密成型。
所述的骨架2与绕线工装基座1通过螺栓连接。
所述的压紧装置固定座6通过压紧主轴，滑动安装在绕线工装基座1的外侧。
所述的弹簧A5与压紧主轴4通过螺母固定在压紧装置固定座6上。
所述的弹簧B10通过压紧装置固定座自身设计的转动轴限制在压紧装置固定座6上。
所述的压线板3被档块紧紧的压在线圈9的外侧面。
所述的顶丝7通过螺母限制在压紧装置固定座上。
所述的绕线工装基座1安装在旋转绕线机构的主轴上实现转动。
一种用于大直径二极线圈的精密绕制方法，包括以下步骤：
步骤1，将二极线圈9的骨架2定位并固定在绕线工装基座1上，绕线工装基座1的外缘上设计有定位凸台，用于限制骨架内侧位置从而保证线圈9的内径尺寸；
步骤2，绕线工装基座1的中心通过主轴固定在立式绕线机上，实现工装整体旋转；
步骤3，绕线工装基座的骨架2周边均外侧壁设置有压线板3，用于压紧已经绕好的线材面；
步骤4，绕线工装基座1的外沿，环绕整个骨架的位置安装固定多组压紧装置固定座6，固定座6的主轴可滑动和转动；
步骤5，压紧主轴4的一端安装在固定座6上，可沿安装孔滑动；压紧主轴4的另一端设计有档块11，滑动过程中通过套在压紧主轴4上的弹簧A5提供压紧张力，档块压紧在压线板3上，实现压线功能；
步骤6，固定座6在拉伸状态下转动90度位置后，压紧主轴4脱离压线板3表面，通过弹簧B10张力作用缩回到绕线工装基座1的外侧，不必重复拆卸压紧主轴4即可持续进行绕线工作；
步骤7，绕线工装基座的直边段安装有三组顶紧板8，通过顶丝7进给顶紧板8，实现线材直边绕制过程中张力的提供，绕制完成后松开顶丝7，线圈9紧密成型。
所述的压线板3均匀的布设在骨架2弯曲段上。

Claims (9)

1.一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置，包括有绕线工装基座（1），二极线圈的骨架（2）定位并固定在绕线工装基座（1）上；骨架（2）外侧设置有用于压紧线材面的压线板（3）；绕线工装基座（1）沿着骨架（2）的外侧固定有多组压紧装置固定座（6），压紧主轴（4）的一端可在压紧装置固定座（6）上滑动和转动，滑动过程中通过压紧主轴（4）上安装的弹簧A（5）提供压紧张力，挡块（11）压紧在压线板（3）上；压紧主轴（4）可与压紧装置固定座（6）一起转动，转动一定角度位置后挡块（11）脱离压线板（3）表面，让开绕线的回转空间，通过弹簧B的张力作用贴在绕线工装基座外侧；
绕制直边段通过顶出结构为绕制直边线材提供张力，解决直边段因为没有张力引起的线材无法精密排线的问题。
2.根据权利要求1所述的一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置，其特征在于，所述的压紧装置固定座（6）设置在绕线工装基座（1）外侧 ，压紧主轴（4）的挡块（11）在绕线之前可旋转90°后贴紧在工装基座（1）外，不妨碍绕线空间，在绕线之后可转出来顶在压线板上压紧线圈。
3.根据权利要求1所述的一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置，其特征在于，所述的绕线工装基座（1）的下侧为线圈重合的直边段，上侧为线圈弯曲段。
4.根据权利要求1所述的一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置，其特征在于，所述的骨架与绕线工装基座通过螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置，其特征在于，所述的压紧装置固定座通过转动轴滑动连接在绕线工装基座的外侧。
6.根据权利要求1所述的一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置，其特征在于，所述的弹簧A与压紧主轴通过螺母设在压紧装置固定座上；所述的弹簧B通过压紧装置固定座的转动轴设在压紧装置固定座上。
7.根据权利要求1所述的一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置，其特征在于，所述的压线板被压紧主轴的挡块端压在线圈的外侧面；顶丝通过螺母设在压紧装置固定座上。
8.一种用于大直径二极线圈的精密绕制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将二极线圈（9）的骨架（2）定位并固定在绕线工装基座（1）上，绕线工装基座（1）的外缘上设有定位凸起，用于限制骨架内侧位置从而保证线圈（9）的内径尺寸；
步骤2，绕线工装基座（1）的中心通过主轴固定在立式绕线机上，实现工装整体旋转；
步骤3，绕线工装基座的骨架（2）上设置有压线板（3），用于压紧已经绕好的线材面；
步骤4，在绕线工装基座（1）的外沿、环绕整个骨架的位置固定安装多组压紧装置固定座（6），压紧装置固定座（6）的压紧主轴可滑动和转动；
步骤5，压紧主轴（4）的一端安装在压紧装置固定座（6）上，可沿安装孔滑动；压紧主轴（4）的另一端设有挡块（11），滑动过程中通过套在压紧主轴（4）上的弹簧A（5）提供压紧张力，挡块（11）压紧在压线板（3）上，实现压线功能；
步骤6，压紧装置固定座（6）在拉伸状态下转动90度位置后，压紧主轴（4）脱离压线板（3）表面，通过弹簧B（10）张力作用缩回到绕线工装基座（1）的外侧，不必重复拆卸压紧主轴（4）即可持续进行绕线工作；
步骤7，绕线工装基座（1）的直边段安装有三组顶紧板（8），通过顶丝（7）进给顶紧板（8），实现线材直边绕制过程中张力的提供，绕制完成后松开顶丝（7），线圈（9）紧密成型。
9.根据权利要求1所述的一种用于大直径二极线圈的精密绕制装置，其特征在于，所述的压线板（3）均匀的布设在骨架（2）弯曲段上。
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