CN110170945A - 一种水冷磁体并联线圈组装工夹具及并联线圈组装工艺 - Google Patents
一种水冷磁体并联线圈组装工夹具及并联线圈组装工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种水冷磁体并联线圈组装工夹具，包括中心杆，所述中心杆下端螺纹连接有下定位盘，所述下定位盘下方的中心杆上套接有下螺母，所述下定位盘外圆配合连接有底座，所述底座内圆连接有A1A2定位盘，所述A1A2定位盘与中心杆螺纹连接，且A1A2定位盘下方的中心杆上套接有定位螺母，所述中心杆远离下定位盘一端螺纹连接有上定位盘。本发明通过工夹具的结构设计，能够在水冷磁体的安装过程中，起到实现在安装过程中磁体有序组装、搬运、性能测试、压紧时工具操作的可行性，以及工夹具的有序使用流程可行性，通过本发明的工夹具和安装工艺组装获得的水冷磁体WM3，采用两个线圈并联的形式，在内线圈中没有固定杆，可以提高磁场。
Description
技术领域
本发明涉及水冷磁体组装技术领域，具体为一种水冷磁体并联线圈组装工夹具及并联线圈组装工艺。
背景技术
现有技术中，对磁体的安装工艺有着很高的要求，并且在对磁体组件的安装过程中，有着很多因素会影响到磁体的组装结果，所以导致了在磁体的安装组装工艺过程中，需要考虑到组装磁体时很多可行性的要求，而且目前也没有可以帮助磁体组装的工夹具，所以导致了在的安装工艺中，就会存在以下几点缺陷：
1、线圈组件的组装由于没有工夹具的使用，缺乏有序安装的可行性；
2、线圈在搬运过程中缺乏可行性；
3、线圈的性能测试缺乏可行性；
4、线圈组装及压机压紧时工具操作缺乏可行性；
5、开发工夹具后的使用流程缺乏可行性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水冷磁体并联线圈组装工夹具及并联线圈组装工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种水冷磁体并联线圈组装工夹具，包括中心杆，所述中心杆下端螺纹连接有下定位盘，所述下定位盘下方的中心杆上套接有下螺母，所述下定位盘外圆配合连接有底座，所述底座内圆连接有A1A2定位盘，所述A1A2定位盘与中心杆螺纹连接，且A1A2定位盘下方的中心杆上套接有定位螺母；
所述中心杆远离下定位盘一端螺纹连接有上定位盘，所述上定位盘和下定位盘之间设置有中心筒，所述中心筒外侧活动设置有定位杆，所述上定位盘上方的中心杆上套接有上螺母，所述上定位盘上连接有压紧支撑件，所述上螺母上套接有套筒头，所述套筒头上连接有棘轮扳手；
所述上定位盘和下定位盘中活动插设有螺杆，所述螺杆两端连接有螺帽。
优选的，所述压紧支撑件呈圆周三等分设置在上定位盘上。
一种使用水冷磁体并联线圈组装工夹具的并联线圈组装工艺，包括以下步骤：
1、线圈组装：
1.1将中心杆与下定位盘螺纹连接，并用下螺母拧紧固定；
1.2下定位盘外圆配合底座上端凹槽；
1.3将A1A2定位盘放入底座下端内圆凹槽，用定位螺母连接中心杆下端螺纹并紧固；
1.4将内下端板内圆配合连接在下定位盘台阶上；
1.5将外下端板内圆配合连接在底座外圆台阶上；
1.6中心筒外圆配合连接内下端板内圆；
1.7在外下端板中插入定位杆，组装外线圈的比特片和绝缘片；
1.8在外线圈组装到与内下端板一样高度时，在内下端板中插入绝缘固定杆；
1.9通过绝缘固定杆组装内线圈的比特片和绝缘片，组装内线圈一定高度，然后组装外线圈到内线圈一样的高度，再组装内线圈进行循环组装；
1.10待内线圈组装完成后配合绝缘固定杆安装内上端板，再组装外线圈，外线圈组装完成后安装外上端板；
1.11安装上定位盘，使上定位盘外围台阶与内上端板的内圆进行配合连接；
1.12使用上螺母螺纹连接在上定位盘上端的中心杆上，并拧紧固定使内线圈固定住；
1.13检查固定杆的厚度，依次取下一根外下端板中的定位杆并替换安装一根固定杆；
1.14固定杆安装完后，用固定螺母拧紧固定使外线圈固定住；
2、线圈压紧固紧：
2.1用中心杆上端的上螺母吊起磁体，移动到压机平台；
2.2沿上定位盘圆周三等分放平压紧支撑件，然后分别安装放好套筒头和棘轮扳手的位置；
2.3压机对压紧支撑件下压，使内线圈进一步压紧，并且紧固上螺母，使得内线圈紧固完成；
2.4将线圈吊离压机平台，取下压紧支撑件、套筒头和棘轮扳手，安装内上端板接套和外上端板接套，紧固上连接环和上连接环防松螺母；
2.5翻转磁体使底部向上，松开定位螺母，取下A1A2定位盘和底座；
2.6安装外下端板接套并固紧，安装下连接环和下连接环防松螺母，将磁体吊到压机平台，压机对外下端板接套下压，使得外线圈压紧，固紧固定螺母，外线圈紧固完成；
3、线圈几何中心测量对齐：
3.1取出下连接环和下连接环防松螺母，安装内下端板接套，紧固下连接环，测量外下端板接套到下连接环的尺寸；
3.2再次翻转磁体，取出上连接环防松螺母，测量外上端板接套到上连接环的尺寸；
3.3计算磁体两端尺寸，调整一端连接环到使内线圈和外线圈中心重合的位置，然后固定上连接环防松螺母；
4、线圈电阻和磁场系数测量：
4.1依次取下上连接环防松螺母、上连接环和内上端板接套，取出下连接环防松螺母、下连接环和内下端板接套，安装四根螺杆，通过螺帽对螺杆两端固紧；
4.2松开并取下中心杆和两端的下螺母、上螺母，在内线圈和外线圈两端分别连接电源通入电流，分别测量内线圈和外线圈的单线圈电阻、磁场系数、以及磁场中心；
4.3分别将上连接环防松螺母、上连接环和内上端板接套安装并固紧，将下连接环防松螺母、下连接环和内下端板接套安装并固紧；
4.4对内线圈和外线圈通入电流，测量内线圈和外线圈并联后线圈电阻、磁场系数以及磁场中心。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、线圈的组装是有成百上千片数量的比特片和绝缘片有序交叉叠绕而成，并且有几根到十几根的定位杆定位，上下端板的支撑定位，比特片和绝缘片有序交叉叠绕而成后，对称的抽出定位杆并同时插入固定杆，用固定螺母对称有序的拧紧固定，以上的每步组装都在使用工夹具后有序实现；
2、由于线圈组装完后需要从磁体组装工作间搬运到装配大厅的压机平台，组装后的线圈很重需燃油叉车搬运，工夹具预留有搬运时线圈的支撑部位及行车吊装的位置，可以解决线圈组装的搬运问题；
3、线圈组装完后，需要对线圈的电阻及匝电阻的测量，线圈磁场中心的测量，必要时需对线圈掉头翻身进行测量，匝电阻的测量要保证工夹具不能使每匝之间有短路现象，本发明工夹具的中心筒可以顺利的取出，解决性能测试的问题；
4、线圈从磁体工作间搬运到装配大厅压机工作台并用压机压紧时，此时线圈四周有压机的支撑柱，上下有工夹具和压机压头，使组装人员的活动工作空间及工具的操作空间都得到了限制，通过工夹具的结构设计和使用，保证压机压紧及螺母固紧顺利完成；
5、本发明的工夹具由支座、支撑平台、下部工夹具、上部工夹具以及中心筒等组成，线圈的组装从开始到完成需要比特片和绝缘片的有序叠绕，定位杆及固定杆的固紧，线圈的搬运及性能测量等，都可以通过工夹具各个部件在组装使用过程中进行有序配合。
本发明通过工夹具的结构设计，能够在水冷磁体的安装过程中，起到实现在安装过程中磁体有序组装、搬运、性能测试、压紧时工具操作的可行性，以及工夹具的有序使用流程可行性，使得整个安装工艺过程变得井然有序，并且通过本发明的工夹具和安装工艺组装获得的水冷磁体WM3，采用两个线圈并联的形式，在内线圈中没有固定杆，可以提高磁场。
附图说明
图1为本发明的工夹具结构标记示意图；
图2为本发明组装内线圈和外线圈时结构示意图；
图3为本发明的组装磁体过程外部结构主视示意图；
图4为本发明组装螺杆螺帽时结构示意图；
图5为本发明组装工艺完成后水冷磁体内部结构示意图；
图6为本发明组装工艺完成后水冷磁体外部结构主视示意图。
图中：1中心杆、2下定位盘、3下螺母、4底座、5A1A2定位盘、6定位螺母、7中心筒、8上定位盘、9上螺母、10压紧支撑件、11套筒头、12棘轮扳手、13螺杆、14螺帽、A1-1内线圈、A1-2内下端板、A1-3内上端板、A1-4内下端板接套、A1-5内上端板接套、A1-6绝缘固定杆、A2-1外线圈、A2-2外下端板、A2-3外上端板、A2-4外下端板接套、A2-5外上端板接套、A2-6固定杆、A2-7固定螺母、A1A2-1上连接环、A1A2-2上连接环防松螺母、A1A2-3下连接环、A1A2-4下连接环防松螺母。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：
一种水冷磁体并联线圈组装工夹具，包括中心杆1，中心杆1下端螺纹连接有下定位盘2，下定位盘2下方的中心杆1上套接有下螺母3，下定位盘2外圆配合连接有底座4，底座4内圆连接有A1A2定位盘5，A1A2定位盘5与中心杆1螺纹连接，且A1A2定位盘5下方的中心杆1上套接有定位螺母6；
中心杆1远离下定位盘2一端螺纹连接有上定位盘8，上定位盘8和下定位盘2之间设置有中心筒7，中心筒7外侧活动设置有定位杆，定位杆用来组装外线圈A2-1时使用，帮助外线圈A2-1件组装，而且外线圈A2-1组装完成后，将定位杆换成金属杆外表包上环氧树脂的定位杆A2-6，而内线圈A1-1在组装时，通过内下端板A1-2中插设的不用后续取出的绝缘固定杆A1-6进行组装，绝缘固定杆A1-6为完全通过环氧树脂制成的绝缘性能的杆体，上定位盘8上方的中心杆1上套接有上螺母9，上定位盘8上连接有压紧支撑件10，压紧支撑件10呈圆周三等分设置在上定位盘8上，上螺母9上套接有套筒头11，套筒头11上连接有棘轮扳手12，棘轮扳手12通过套筒头11对上螺母9进行操作。
上定位盘8和下定位盘2中活动插设有螺杆13，螺杆13两端连接有螺帽14，通过螺杆13和螺帽14的固定使用，可以将中心杆1和上、下螺母先行取下，并通过内下端板接套A1-4和内上端板接套A1-5的使用，将整个中心筒7和上、下定位盘完全取出。
一种使用水冷磁体并联线圈组装工夹具的并联线圈组装工艺，包括以下步骤：
1、线圈组装：
1.1将中心杆1与下定位盘2螺纹连接，根据磁体高度调整好下定位盘2的螺纹位置，并用下螺母3拧紧固定；
1.2下定位盘2外圆配合底座4上端凹槽，组装时仔细查看配合面平整情况，底座4上端凹槽是否有杂质颗粒，并进行清理；
1.3将A1A2定位盘5放入底座4下端内圆凹槽，用定位螺母6连接中心杆1下端螺纹并紧固；
1.4将内下端板A1-2内圆配合连接在下定位盘2台阶上，组装时仔细查看配合面；
1.5将外下端板A2-2内圆配合连接在底座4外圆台阶上，组装时仔细查看配合面；
1.6中心筒7外圆配合连接内下端板A1-2内圆，中心筒7安装完后用直角尺查看内下端板A1-2平面与中心筒7外圆面是否垂直；
1.7在外下端板A2-2中插入定位杆，组装外线圈A2-1的比特片和绝缘片；
1.8在外线圈A2-1组装到与内下端板A1-2一样高度时，在内下端板A1-2中插入绝缘固定杆A1-6；
1.9通过绝缘固定杆A1-6组装内线圈A1-1的比特片和绝缘片，组装内线圈A1-1一定高度，然后组装外线圈A2-1到内线圈A1-1一样的高度，再组装内线圈A1-1进行循环组装；
1.10待内线圈A1-1组装完成后配合绝缘固定杆A1-6安装内上端板A1-3，再组装外线圈A2-1，外线圈A2-1组装完成后安装外上端板A2-3；
1.11安装上定位盘8，使上定位盘8外围台阶与内上端板A1-3的内圆进行配合连接；
1.12使用上螺母9螺纹连接在上定位盘8上端的中心杆1上，并拧紧固定使内线圈A1-1固定住；
1.13检查固定杆A2-6的厚度，依次取下一根外下端板A2-2中的定位杆并替换安装一根固定杆A2-6；
1.14固定杆A2-6安装完后，用固定螺母A2-7拧紧固定使外线圈A2-1固定住；
2、线圈压紧固紧：
2.1用中心杆1上端的上螺母9吊起磁体，移动到压机平台；
2.2沿上定位盘8圆周三等分放平压紧支撑件10，然后分别安装放好套筒头11和棘轮扳手12的位置；
2.3压机对压紧支撑件10下压，使内线圈A1-1进一步压紧，并且紧固上螺母9，使得内线圈A1-1紧固完成；
2.4将线圈吊离压机平台，取下压紧支撑件10、套筒头11和棘轮扳手12，安装内上端板接套A1-5和外上端板接套A2-5，紧固上连接环A1A2-1和上连接环防松螺母A1A2-2；
2.5翻转磁体使底部向上，松开定位螺母6，取下A1A2定位盘5和底座4；
2.6安装外下端板接套A2-4并固紧，安装下连接环A1A2-3和下连接环防松螺母A1A2-4，将磁体吊到压机平台，压机对外下端板接套A2-4下压，使得外线圈A2-1压紧，固紧固定螺母A2-7，外线圈A2-1紧固完成；
3、线圈几何中心测量对齐：
3.1取出下连接环A1A2-3和下连接环防松螺母A1A2-4，安装内下端板接套A1-4，紧固下连接环A1A2-3，测量外下端板接套A2-4到下连接环A1A2-3的尺寸；
3.2再次翻转磁体，取出上连接环防松螺母A1A2-2，测量外上端板接套A2-5到上连接环A1A2-1的尺寸；
3.3计算磁体两端尺寸，调整一端连接环到使内线圈A1-1和外线圈A2-1中心重合的位置，然后固定上连接环防松螺母A1A2-2；
4、线圈电阻和磁场系数测量：
4.1依次取下上连接环防松螺母A1A2-2、上连接环A1A2-1和内上端板接套A1-5，取出下连接环防松螺母A1A2-4、下连接环A1A2-3和内下端板接套A1-4，安装四根螺杆13，通过螺帽14对螺杆13两端固紧；
4.2松开并取下中心杆1和两端的下螺母3、上螺母9，在内线圈A1-1和外线圈A2-1两端分别连接电源通入电流，分别测量内线圈A1-1和外线圈A2-1的单线圈电阻、磁场系数、以及磁场中心；
4.3分别将上连接环防松螺母A1A2-2、上连接环A1A2-1和内上端板接套A1-5安装并固紧，将下连接环防松螺母A1A2-4、下连接环A1A2-3和内下端板接套A1-4安装并固紧；
4.4对内线圈A1-1和外线圈A2-1通入电流，测量内线圈A1-1和外线圈A2-1并联后线圈电阻、磁场系数以及磁场中心。
通过上述磁体组装工艺组装得到的水冷磁体，可以产生磁场强度19.55T，室温孔径200mm，通电流39500A，功率18.8MW，而且水冷磁体WM3中的两个并联线圈WM3-A1线圈和WM3-A2线圈并联，通过本发明的工夹具进行组装，WM3的A1和A2，采用二线圈并联，内线圈A1-1无固定杆A2-6，来提高磁场。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种水冷磁体并联线圈组装工夹具，包括中心杆(1)，其特征在于：所述中心杆(1)下端螺纹连接有下定位盘(2)，所述下定位盘(2)下方的中心杆(1)上套接有下螺母(3)，所述下定位盘(2)外圆配合连接有底座(4)，所述底座(4)内圆连接有A1A2定位盘(5)，所述A1A2定位盘(5)与中心杆(1)螺纹连接，且A1A2定位盘(5)下方的中心杆(1)上套接有定位螺母(6)；
所述中心杆(1)远离下定位盘(2)一端螺纹连接有上定位盘(8)，所述上定位盘(8)和下定位盘(2)之间设置有中心筒(7)，所述中心筒(7)外侧活动设置有定位杆，所述上定位盘(8)上方的中心杆(1)上套接有上螺母(9)，所述上定位盘(8)上连接有压紧支撑件(10)，所述上螺母(9)上套接有套筒头(11)，所述套筒头(11)上连接有棘轮扳手(12)；
所述上定位盘(8)和下定位盘(2)中活动插设有螺杆(13)，所述螺杆(13)两端连接有螺帽(14)。
2.根据权利要求1所述的一种水冷磁体并联线圈组装工夹具，其特征在于：所述压紧支撑件(10)呈圆周三等分设置在上定位盘(8)上。
3.一种使用权利要求1所述水冷磁体并联线圈组装工夹具的并联线圈组装工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1、线圈组装：
1.1将中心杆(1)与下定位盘(2)螺纹连接，并用下螺母(3)拧紧固定；
1.2下定位盘(2)外圆配合底座(4)上端凹槽；
1.3将A1A2定位盘(5)放入底座(4)下端内圆凹槽，用定位螺母(6)连接中心杆(1)下端螺纹并紧固；
1.4将内下端板(A1-2)内圆配合连接在下定位盘(2)台阶上；
1.5将外下端板(A2-2)内圆配合连接在底座(4)外圆台阶上；
1.6中心筒(7)外圆配合连接内下端板(A1-2)内圆；
1.7在外下端板(A2-2)中插入定位杆，组装外线圈(A2-1)的比特片和绝缘片；
1.8在外线圈(A2-1)组装到与内下端板(A1-2)一样高度时，在内下端板(A1-2)中插入绝缘固定杆(A1-6)；
1.9通过绝缘固定杆(A1-6)组装内线圈(A1-1)的比特片和绝缘片，组装内线圈(A1-1)一定高度，然后组装外线圈(A2-1)到内线圈(A1-1)一样的高度，再组装内线圈(A1-1)进行循环组装；
1.10待内线圈(A1-1)组装完成后配合绝缘固定杆(A1-6)安装内上端板(A1-3)，再组装外线圈(A2-1)，外线圈(A2-1)组装完成后安装外上端板(A2-3)；
1.11安装上定位盘(8)，使上定位盘(8)外围台阶与内上端板(A1-3)的内圆进行配合连接；
1.12使用上螺母(9)螺纹连接在上定位盘(8)上端的中心杆(1)上，并拧紧固定使内线圈(A1-1)固定住；
1.13检查固定杆(A2-6)的厚度，依次取下一根外下端板(A2-2)中的定位杆并替换安装一根固定杆(A2-6)；
1.14固定杆(A2-6)安装完后，用固定螺母(A2-7)拧紧固定使外线圈(A2-1)固定住；
2、线圈压紧固紧：
2.1用中心杆(1)上端的上螺母(9)吊起磁体，移动到压机平台；
2.2沿上定位盘(8)圆周三等分放平压紧支撑件(10)，然后分别安装放好套筒头(11)和棘轮扳手(12)的位置；
2.3压机对压紧支撑件(10)下压，使内线圈(A1-1)进一步压紧，并且紧固上螺母(9)，使得内线圈(A1-1)紧固完成；
2.4将线圈吊离压机平台，取下压紧支撑件(10)、套筒头(11)和棘轮扳手(12)，安装内上端板接套(A1-5)和外上端板接套(A2-5)，紧固上连接环(A1A2-1)和上连接环防松螺母(A1A2-2)；
2.5翻转磁体使底部向上，松开定位螺母(6)，取下A1A2定位盘(5)和底座(4)；
2.6安装外下端板接套(A2-4)并固紧，安装下连接环(A1A2-3)和下连接环防松螺母(A1A2-4)，将磁体吊到压机平台，压机对外下端板接套(A2-4)下压，使得外线圈(A2-1)压紧，固紧固定螺母(A2-7)，外线圈(A2-1)紧固完成；
3、线圈几何中心测量对齐：
3.1取出下连接环(A1A2-3)和下连接环防松螺母(A1A2-4)，安装内下端板接套(A1-4)，紧固下连接环(A1A2-3)，测量外下端板接套(A2-4)到下连接环(A1A2-3)的尺寸；
3.2再次翻转磁体，取出上连接环防松螺母(A1A2-2)，测量外上端板接套(A2-5)到上连接环(A1A2-1)的尺寸；
3.3计算磁体两端尺寸，调整一端连接环到使内线圈(A1-1)和外线圈(A2-1)中心重合的位置，然后固定上连接环防松螺母(A1A2-2)；
4、线圈电阻和磁场系数测量：
4.1依次取下上连接环防松螺母(A1A2-2)、上连接环(A1A2-1)和内上端板接套(A1-5)，取出下连接环防松螺母(A1A2-4)、下连接环(A1A2-3)和内下端板接套(A1-4)，安装四根螺杆(13)，通过螺帽(14)对螺杆(13)两端固紧；
4.2松开并取下中心杆(1)和两端的下螺母(3)、上螺母(9)，在内线圈(A1-1)和外线圈(A2-1)两端分别连接电源通入电流，分别测量内线圈(A1-1)和外线圈(A2-1)的单线圈电阻、磁场系数、以及磁场中心；
4.3分别将上连接环防松螺母(A1A2-2)、上连接环(A1A2-1)和内上端板接套(A1-5)安装并固紧，将下连接环防松螺母(A1A2-4)、下连接环(A1A2-3)和内下端板接套(A1-4)安装并固紧；
4.4对内线圈(A1-1)和外线圈(A2-1)通入电流，测量内线圈(A1-1)和外线圈(A2-1)并联后线圈电阻、磁场系数以及磁场中心。
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