CN109177006A - 一种环氧树脂浇注干式非晶合金变压器薄板模具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环氧树脂浇注干式非晶合金变压器薄板模具及方法，属于变压器制造技术领域，包括内模和外模；内模的端面成口字型；外模的外壁和内模的内壁均设有加强筋，内模由两个半模组成，每个半模的端面成C形，内模的合口处设有密封胶条及压条，内模通过C形夹具组装；内模的内侧设有撑紧用的加强板；内模的下端为下端板，下端板上表面铺放有密封胶板；密封胶板上表面放有定位止口；内模位于定位止口的内壁，外模位于定位止口的外壁，外模合口处为对称折边结构；面板位于内模的轴线上，面板两侧对称开设密封槽并装有密封棒；外模外壁折边处各放置一个压条，采用专用快速夹具把面板和外模固定为一体；外模上装有可拆卸的加强筋。

Description

一种环氧树脂浇注干式非晶合金变压器薄板模具及方法

技术领域

本发明属于变压器制造技术领域，尤其涉及一种环氧树脂浇注干式非晶合金变压器薄板模具及方法。

背景技术

目前，传统的环氧树脂浇注干式变压器线圈浇注模具普遍采用硬式模具，模具使用20mm至25mm厚钢板制作，上述模具主要由内模具、外模具、上端盖和下端盖构成。但这种结构的模具并不适用超大容量(3150kVA以上)的环氧树脂浇注干式非晶合金变压器线圈的生产制造存在如下缺陷：

一、内模需要制作成带有一定拔模斜度结构，需要用大型铣床等设备加工，内、外模具要制作成矩形，四个顶点处要做成圆角，需要用多块钢板分块加工焊接而成，还需对内、外模工作面进行打磨、抛光等表面处理。因此模具不易加工制造；

二、硬式内、外模及其组配件的加工，去应力共计至少需要20多天，制造加工周期长；

三、配件不可选择、无通用性、不方便生产调用、重量大(约2吨)、制造成本费用高、占地大；

四、硬式模具体积较大，因此要求绕线机首尾座顶针压力更大、顶针强度更高、尾座拨盘扭矩更大、转速更慢，同时绕线机吨位更大，绕线机要有控速系统等。拆模具时需要使用拔模机和天车；因此对生产现场设备的要求高；

上述多个不利因素成为影响各个变压器制造企业在降低成本、提高产能与效益的基础上占领超大容量环氧树脂浇注干式变压器制造领域的阻碍。

因此，设计开发一种在保证模具强度的前提下，最大程度的降低模具体积，重量，同时方便搬运、制造简单，配件通用性强，实现降低模具的制作周期及制作成本的环氧树脂浇注干式非晶合金变压器薄板模具及方法显得是尤为重要。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种环氧树脂浇注干式非晶合金变压器薄板模具及方法。该薄板模具使用2mm～3mm钢板制作，在模具上通过增加加强筋的方式保证模具的机械强度。在保证模具强度的前提下，最大程度的降低模具体积，重量。方便搬运、制造简单，配件通用性强，实现降低模具的制作周期及制作成本的目的。

本发明所采用的具体技术方案为：

一种环氧树脂浇注干式非晶合金变压器薄板模具，包括内模(7)和外模(6)；上述内模(7)和外模(6)均由2mm～3mm的钢板制成；该内模(7)的端面成口字型，该口字型的四个拐角处为圆弧形；在上述外模(6)的外壁和内模(7)的内壁均设有加强筋，上述内模(7)由两个半模组成，每个半模的端面成C形，在内模(7)的合口处设有密封胶条(13)及压条(14)，内模(7)通过C形夹具(12)实现组装；上述内模(7)的内侧设置有撑紧用的加强板(8)；内模(7)的下端为下端板(11)，上述下端板(11)上表面铺放有密封胶板(10)；上述密封胶板(10)上表面放置有定位止口(9)；上述内模(7)位于定位止口(9)的内壁，上述外模(6)位于定位止口(9)的外壁；面板(5)位于内模(7)的轴线上；面板(5)左右两侧对称开设外模固定卡槽和密封槽，密封槽内放置密封棒(17)，外模(6)合口为折边结构，左右对称，折边先卡在面板(5)左右两侧的外模固定卡槽内，在外模(6)合模口外壁的两侧，各放置一个压条(16)，通过快速夹具(18)装卡合模口两侧的压条实现面板(5)与外模(6)的固定连接，快速夹具(18)每隔一定距离装卡一个；通过压紧螺杆(1)的拉力，使压装架(3)和下端板(11)紧紧地压住内模(7)和外模(6)，在压紧的过程中，外模(6)带动面板(5)一起运动，上述快速夹具(18)包括门栓式夹钳和两个夹板，通过门栓式夹钳把手上提和下压带动U形拉杆拉紧和放松；上述外模(6)上装有可拆卸加强筋(15)，该可拆卸加强筋(15)两端各有两个螺纹孔，可拆卸加强筋(15)与相邻的外模加强筋采用螺栓紧固连接。

进一步，内模(7)内壁的加强筋位于直线部位。

一种环氧树脂浇注干式非晶合金变压器薄板模具的方法，包括如下步骤：

步骤一、使用2mm～3mm的钢板制做外模(6)和内模(7)的两个半模；

步骤二、在外模(6)的外壁上焊接加强筋；具体为：

外模(6)外壁上焊接的加强筋，是先将多根加强筋焊接为一体后，再和外模(6)外壁进行焊接，焊接位置位于线圈高度范围外；

步骤三、在外模(6)的圆角处套装可拆卸加强筋(15)，装配外模(6)时将可拆卸加强筋(15)拆卸；外模套装好后，再将加强筋安装上，与相邻的外模加强筋采用螺栓紧固连接；

步骤四、用C形夹具将两个半模组装为内模(7)；

步骤五、在内模(7)内壁的各矩形平面上焊接加强筋，在内模(7)内侧均匀分布放置加强板；

步骤六、将外模(6)与面板(5)合模处采用快速夹具(18)进行夹紧；

步骤七、通过压紧螺杆(1)把下端板(11)、内模(7)、外模(6)、压装架(3)紧固成一体。

本发明的优点及积极效果为：

通过采用上述技术方案，本发明具有如下的技术效果：

该薄板模具使用2mm～3mm钢板制作，在模具上通过增加加强筋的方式保证模具的机械强度。在保证模具强度的前提下，最大程度的降低模具体积，重量。方便搬运、制造简单，配件通用性强，实现降低模具的制作周期及制作成本的目的，该薄板模具加工制造简单、制造加工周期短、配件可以与常规产品互换，通用性强、重量小、易搬运，模具组装拆卸方便、制造成本费用降低近8倍，同时提高公司产能。

附图说明

图1是本发明优选实施例的主视图；

图2是本发明优选实施例的俯视图；

图3是本发明优选实施例图2中I部分的放大图；

图4是本发明优选实施例中图3的K向视图；

图5是本发明优选实施例中C形夹具的结构图；

图6是本发明优选实施例中快速夹具的主视图；

图7是本发明优选实施例快速夹具的俯视图；

图8是本发明优选实施例快速夹具的右视图。

其中：1、压紧螺杆，2、紧固螺母，3、压装架，4、紧固螺栓，5、面板，6、外模，7、内模，8、加强板，9、定位止口，10、密封胶板，11、下端板，12、C形夹具，13-密封胶条，14-压条，15-可拆卸加强筋，16-压条，17-密封棒，18-快速夹具；18-1、门栓式夹钳；18-2、夹板。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

请参阅图1至图8：一种环氧树脂浇注干式非晶合金变压器薄板模具，包括内模7和外模6；上述内模7和外模6均由2mm～3mm的钢板制成；该内模7的端面成口字型，该口字型的四个拐角处为圆弧形；在上述外模6的外壁和内模7的内壁均设有加强筋，上述内模7由两个半模组成，每个半模的端面成C形，在内模7的合口处设有密封胶条13及压条14，内模7通过C形夹具12实现组装；上述内模7的内侧设置有撑紧用的加强板8；内模7的下端为下端板11，上述下端板11上表面铺放有密封胶板10；上述密封胶板10上表面放置有定位止口9；上述内模7位于定位止口9的内壁，上述外模6位于定位止口9的外壁；面板5位于内模7的轴线上；面板5左右两侧对称开设外模固定卡槽和密封槽，密封槽内放置密封棒17，外模6合口为折边结构，左右对称，折边先卡在面板5左右两侧的外模固定卡槽内，在外模6合模口外壁的两侧，各放置一个压条16，通过用快速夹具18装卡合模口两侧的压条实现面板5与外模6的固定连接，形成一体，快速夹具18每隔一定距离装卡一个。通过压紧螺杆1的拉力，使压装架3和下端板11紧紧地压住内模7、外模6，在压紧的过程中，外模6带动面板5一起运动；请参阅图6至图8，上述快速夹具18主体采用门栓式夹,18-1，辅助两个夹板18-2，通过门栓式夹钳把手上提和下压带动U形拉杆拉紧和放松，实现快速夹具的装卡和拆卸；上述外模6上装有可拆卸的加强筋15，该加强筋两端各有两个螺纹孔，与相邻的外模加强筋采用螺栓紧固连接。

进一步，内模7内壁的加强筋位于直线部位。

一种环氧树脂浇注干式非晶合金变压器薄板模具的方法，包括如下步骤：

步骤一、使用2mm～3mm的钢板制做内模7和外模6的两个半模；

步骤二、在外模6的外壁上焊接加强筋；

作为优选：首先将多根加强筋焊接为一体后，然后再与外模6外壁进行焊接，焊接位置位于线圈高度范围外，这样浇注好的线圈表面没有凸起、凹坑等影响外观质量的缺陷。

步骤三、在外模6的圆角处套装可拆卸加强筋15，装配外模6时将加强筋拆卸；外模套装好后，再将加强筋安装上,与相邻的外模加强筋采用螺栓紧固连接；

步骤四、用C形夹具将两个半模组装为内模7；

步骤五、在内模7内壁的各矩形平面上焊接加强筋，在内模7内侧均匀分布放置加强板；

步骤六、将外模6与面板合模处采用快速夹具18进行夹紧；

步骤七、通过压紧螺杆1把下端板11、内模7、外模6、压装架3紧固成一体。

作为优选，在上述优选实施例中：内模和外模分别使用3mm和2mm厚的冷轧钢板制作。在外模的外壁及内模内壁，焊接加强筋的方式来增强薄板模具的机械强度。为使浇注出来的线圈外观美观，外模设计成为一体结构，外模外壁上的加强筋先焊接成一体，再和模具进行焊接，焊接位置均不在线圈高度范围内，这样浇注出来的线圈表面无凹坑及色差等缺陷。在外模圆角处，采用可拆卸加强筋，装配外模时将加强筋拆卸，避免因外模张开角度不够导致外模无法套装，外模套装好后，再将加强筋安装上，与相邻的外模加强筋采用螺栓紧固连接，保证圆弧角度符合线圈设计要求的同时加强了外模的整体机械强度。内模设计成两个半模的结构，内模合模口传统的密封方式为在合模口、密封胶条和压条上开设数个通孔，再用螺栓连接紧固，达到密封的目的。传统的密封方式对孔的开设精度和工人操作水平要求较高，生产效率低。而此专利则摒弃了传统的螺栓紧固密封内模的方式，而改为用C形夹具，间隔一定距离装卡密封，不需要在合模口及其配件上开孔，拆卸时，只需使用工具轻轻击落C形夹具便可将内模拆卸下来，省时省力。内模的内壁上各直线面通过焊接加强筋的方式进行内模机械强度的增强。内模组装好之后，在里面均匀分布放置加强板来进一步增强内模强度，避免因平整导线造成内模凹陷变形。外模与面板合模处采用我公司自行设计的专用快速夹具进行均布夹紧，快速夹具主体采用门栓式夹钳，辅助两个夹板，通过门栓式夹钳把手上提和下压带动U形拉杆拉紧和放松，实现快速夹具的装卡和拆卸。与传统的带螺纹结构的夹具相比，该夹具不受空间的影响，无螺纹结构，重量轻，一步到位实现外模的夹紧密封操作，使用起来更加方便快捷，效率也会同步提升。最后再通过压紧螺杆把下端板、内模、外模、压装架紧固成一体。除了内、外模之外，其余均是通用配件，用常规产品的配件即可，节省模具制作周期及生产成本。模具只需使用一张3mm和2mm冷轧钢板制作，经过滚圆机滚圆，再用折弯机折弯即可，不需要焊接拼接。与硬式模具相比，大大地降低了制作难度及制作成本，便于搬运及使用。更重要的是，传统的硬式模具是全密闭式，下端板上设有浇注嘴，采用下进料的方式浇注，而本专利设计的薄钢板模具的上端是敞开式，采用上进料的浇注方式，不需设计浇注嘴，只需将浇注管从模具上端插入模具内一定长度并固定即可，可避免因浇注管与浇注嘴密封不严漏料的情况发生，同时浇注速度更快，省去了浇注后清理浇注嘴余料等操作，工人操作更为方便，生产效率更高。

上述技术方案主要包括压紧螺杆1，紧固螺母2，压装架3，紧固螺栓4，面板5，外模6，内模7，加强板8，定位止口9，密封胶板10，下端板11，C形夹具12，密封胶条13，压条14，外模用可拆卸加强筋15，压条16，密封棒17，专用的快速夹具18；在内模7内壁直线部位焊接加强筋，内模7合口处采用密封胶条13及压条14借助C形夹具12的作用对内模7进行组装；然后采用加强板8对内模7进行撑紧；下端板11上面铺放密封胶板10，密封胶板10上面再放置定位止口9；定位止口9的内壁侧放置内模7，定位止口9的外壁侧放置外模6，面板5左右两侧对称开设外模固定卡槽和密封槽，密封槽内放置密封棒17，外模6合口为折边结构，左右对称，折边先卡在面板5左右两侧的外模固定卡槽内，在外模6合模口外壁的两侧，各放置一个压条16，通过用快速夹具18装卡合模口两侧的压条实现面板5与外模6的固定连接，形成一体，快速夹具18每隔一定距离装卡一个。通过压紧螺杆1的拉力，使压装架3和下端板11紧紧地压住内模7、外模6，在压紧的过程中，外模6带动面板5一起运动；上述快速夹具18主体采用门栓式夹钳，辅助两个夹板，通过门栓式夹钳把手上提和下压带动U形拉杆拉紧和放松，实现快速夹具的装卡和拆卸；上述外模6上装有可拆卸的加强筋15，该加强筋两端各有两个螺纹孔，与相邻的外模加强筋采用紧固螺栓4连接；内模7与外模6组装好后，上端部放置压装架3，压装架3通过压紧螺杆1，紧固螺母2拉紧的。

薄板模具目前已经较为广泛的应用在环氧树脂浇注干式变压器的模具设计结构中，但由于考虑其强度，一直没有在大容量干式非晶合金变压器产品中应用。本方案在以往模具设计的基础上，总结大量应用数据，确定大容量环氧树脂浇注干式变压器高压模具的整体结构。为了将这种薄皮模具结构更加合理的应用到干式非晶合金变压器制造中，申请人进行了以下几个方面的研究：

1、模具各工序承重计算

由于此方案是在大容量的产品中使用，既要在机械设备加工能

力范围内，又要保证员工安全操作。根据图纸上的技术参数和前期模具的统计数据，经过多次反复计算，得出模具在绕线车上，组装外模、面板、压装架后，经过浇注后等工序的承重，确保在绕制、组模、浇注和拆模时满足设备的加工能力，确保操作员工的人身安全。

2、大容量薄板模具内外模的设计工艺

在以往的薄板模具中，内模使用2.0mm，外模使用1.5mm的冷轧钢板自加工而成，考虑到产品为矩形线圈，同时参考在绕线的过程中模具所受力和整体结构承重将设计改进为内模使用3mm，外模使用2mm的冷轧钢板加工，在弯折、合口等处做适当的倒角处理。外模的外壁及内模内壁，焊接加强筋的方式来增强薄板模具的机械强度。外模设计成为一体结构，外模外壁上的加强筋先焊接成一体，再和外模进行焊接，焊接位置均不在线圈高度范围内，保证浇注后的线圈表面平整无缺陷。在外模圆角处，采用可拆卸加强筋，装配外模时先去掉紧固螺栓将加强筋拆卸，避免因外模张开角度不够导致外模无法套装。外模套装好后，再将加强筋安装上，与相邻的外模加强筋采用螺栓紧固连接，保证圆弧角度符合线圈设计要求的同时加强了外模的整体机械强度；内模设计成两个半模的结构，两个半模的合模口处，先放置密封胶条，然后在合模口两侧各放置一个压条，用C形夹具均布装卡密封。内模的内壁上各直线面通过焊接加强筋的方式进行内模机械强度的增强，内模组装好之后，在里面均布放置加强板来进一步增强内模强度，避免因平整导线造成内模凹陷变形。

3、大容量非晶合金薄板模具装配的工艺方案

由于大容量非晶合金产品高压线圈的体积较大，在装配时需要按照工艺说明执行。模具与下端板之间放置6mm厚的密封胶板，防止在绕线机绕线运行时顶针施力过大而使密封胶板受损，破坏模具的密封性。模具上端使用压装架进行压装，均布四根压装螺杆，使螺杆承受拉力均匀，模具整体受力，无不稳定薄弱点存在。外模与面板合模处采用我司自行设计的专用快速夹具进行均布夹紧，快速夹具的主体采用门栓式夹钳，辅助两个夹板，通过门栓式夹钳把手上提和下压带动U形拉杆拉紧和放松，实现快速夹具的装卡和拆卸。与传统的带螺纹结构的夹具相比，该夹具不受空间的影响，无螺纹结构，重量轻，一步到位实现外模的夹紧密封操作，使用起来更加方便快捷，最后通过压紧螺杆把下端板、内模7、外模6和压装架紧固成一体。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种环氧树脂浇注干式非晶合金变压器薄板模具，包括内模(7)和外模(6)；其特征在于：上述内模(7)和外模(6)均由2mm～3mm的钢板制成；该内模(7)的端面成口字型，该口字型的四个拐角处为圆弧形；在上述外模(6)的外壁和内模(7)的内壁均设有加强筋，上述内模(7)由两个半模组成，每个半模的端面成C形，在内模(7)的合口处设有密封胶条(13)及压条(14)，内模(7)通过C形夹具(12)实现组装；上述内模(7)的内侧设置有撑紧用的加强板(8)；内模(7)的下端为下端板(11)，上述下端板(11)上表面铺放有密封胶板(10)；上述密封胶板(10)上表面放置有定位止口(9)；上述内模(7)位于定位止口(9)的内壁，上述外模(6)位于定位止口(9)的外壁；面板(5)位于内模(7)的轴线上；面板(5)左右两侧对称开设外模固定卡槽和密封槽，密封槽内放置密封棒(17)，外模(6)合口为折边结构，左右对称，折边先卡在面板(5)左右两侧的外模固定卡槽内，在外模(6)合模口外壁的两侧，各放置一个压条(16)，通过快速夹具(18)装卡合模口两侧的压条实现面板(5)与外模(6)的固定连接，快速夹具(18)每隔一定距离装卡一个；通过压紧螺杆(1)的拉力，使压装架(3)和下端板(11)紧紧地压住内模(7)和外模(6)，在压紧的过程中，外模(6)带动面板(5)一起运动，上述快速夹具(18)包括门栓式夹钳和两个夹板，通过门栓式夹钳把手上提和下压带动U形拉杆拉紧和放松；上述外模(6)上装有可拆卸加强筋(15)，该可拆卸加强筋(15)两端各有两个螺纹孔，可拆卸加强筋(15)与相邻的外模加强筋采用螺栓紧固连接。

2.根据权利要求1所述的环氧树脂浇注干式非晶合金变压器薄板模具，其特征在于，内模(7)内壁的加强筋位于直线部位。

3.一种基于权利要求2所述的环氧树脂浇注干式非晶合金变压器薄板模具的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、使用2mm～3mm的钢板制做外模(6)和内模(7)的两个半模；

步骤二、在外模(6)的外壁上焊接加强筋；具体为：

外模(6)外壁上焊接的加强筋，是先将多根加强筋焊接为一体后，再和外模(6)外壁进行焊接，焊接位置位于线圈高度范围外；

步骤三、在外模(6)的圆角处套装可拆卸加强筋(15)，装配外模(6)时将可拆卸加强筋(15)拆卸；外模套装好后，再将加强筋安装上，与相邻的外模加强筋采用螺栓紧固连接；

步骤四、用C形夹具将两个半模组装为内模(7)；

步骤五、在内模(7)内壁的各矩形平面上焊接加强筋，在内模(7)内侧均匀分布放置加强板；

步骤六、将外模(6)与面板(5)合模处采用快速夹具(18)进行夹紧；

步骤七、通过压紧螺杆(1)把下端板(11)、内模(7)、外模(6)、压装架(3)紧固成一体。