CN111627688A - 非晶立体卷铁芯变压器非晶带材的立体卷绕成型装置 - Google Patents
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Abstract
非晶立体卷铁芯变压器非晶带材的立体卷绕成型及装置，涉及非晶带材的生产加工技术领域.自适应传输储料单元能够将放料单元放出的非晶带材无约束自由放置，避免立体卷绕单元在卷绕状态下恒张力张弛控制单元快速切换缠绕带材的空间位置时放料单元无法实现放料速度的高频快速转换导致带材被拉断，恒张力张弛控制单元能够保证非晶带材在矩形单框内胎的立体卷绕过程中，带材本身的传输速度和带材卷绕的切向起卷角度是保持稳定，避免卷绕速度及角度的变化时引起卷绕带材的受力不均匀导致带材层与层之间出现贴合不一致，甚至带材的断裂。立体卷绕单元的轴向移动机构带动主动旋转机构和从动支撑机构的同步移动保证了非晶带材稳定的立体卷绕。
Description
技术领域
本发明涉及非晶带材的生产加工技术领域，特别涉及到一种非晶合金立体卷铁芯变压器非晶带材的立体卷绕成型装置。
背景技术
非晶合金材料具有高效、低损耗、高导磁等优异物理性能，促成了电子元器件向高频、高效、节能、小型化方向发展，实现部分替代传统硅钢、坡莫合金等材料。尤其在电力技术中通过非晶合金带材卷绕制成的三维立体卷铁芯配电变压器，具有高强度、三相平衡、温升均匀、抗短路、低噪音、节材和漏磁小的特点，使得无缝连接气陗明显减小，磁阻大幅降低，空载电流显著减弱，已成为变压器行业向绿色环保和节省能源的主要发展方向。
非晶立体卷铁芯变压器的铁芯卷绕加工过程中要求非晶带材完整无撕裂、断裂以及卷绕带材的张力尽可能恒定，以保证非晶带材立体卷铁芯的卷绕紧密、卷绕后铁芯无接缝、气隙损耗小，因此，在非晶带材的立体卷材过程中必须控制带材的卷绕质量，一般的非晶立体卷绕铁芯需要三个经独立矩形内胎卷绕带材后拼接成三维结构，每个矩形内胎上均卷绕万米以上的非晶带材，在卷绕过程中非晶带材紧贴矩形单框内胎逐层缠绕，随着卷绕层数的递增单框内胎工装在轴向有相应窜动，以满足卷绕后整个带材的外形可实现三维立体拼接，形成最终的立体铁芯结构。传统普通带材的卷绕方法因为加工的材质强度高所以单纯的靠卷材设备带动带材就可以完成，无须考虑带材的受力情况，但非晶合金材料质地脆，厚度非常薄，传统的卷绕方式容易造成内层带材贴合紧密、外层带材贴合张力逐渐减小的带材受力不均匀现象，尤其是在单框内胎上逐层卷绕过程中带材稍微卡顿造成拉力陡增导致带材断裂，卷绕过程中带材的受力不均匀和带材的断裂直接影响着立体卷铁芯变压器的生产效率和最终使用性能。目前缺乏一种针对非晶带材的恒张力立体卷绕加工开发出一种高精度稳定快速的非晶带材恒张力立体卷绕设备。
因此，现有技术中亟需一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种非晶立体卷铁芯变压器非晶带材立体卷绕成型装置用于生产非晶合金带材三维立体卷铁芯，能够保证非晶合金带材在恒张力卷绕状态下进行立体卷绕成型。
非晶立体卷铁芯变压器非晶带材立体卷绕成型装置，其特征在于，包括：
放料单元、自适应传输储料单元、恒张力张弛控制单元和立体卷绕单元，
所述自适应传输储料单元设置在所述放料单元和所述立体卷绕单元之间；
所述自适应传输储料单元包括称重单元、放料保护单元、传输单元和传输检测单元，
其中，所述称重单元设置在所述放料单元下方，用于检测落在该称重单元上的非晶带材的重量，
所述放料保护单元用于与所述称重单元及放带单元电性连接，用于发现称重单元数值异常时，快速改变放带单元的放带速度，
所述传输检测单元与带材接触且与所述传输单元电性连接；
所述恒张力张弛控制单元包括牵引机构、带材传输单元和控制单元，
所述牵引机构设置在所述自适应传输储料单元上方，用于根据带材随矩形单框内胎的转动角度和逐层叠增的状态及时从控制单元发出的指令调整带材传输单元的传输速度和牵引机构的移动速度；
所述控制单元包括控制模块、与所述带材传输机构和牵引机构传动连接的差速装置及电机连接；
所述立体卷绕单元与所述控制模块电性连接，所述立体卷绕单元上设置有轴向移动机构。
所述放料单元、自适应传输储料单元、恒张力张弛控制单元和立体卷绕单元均设置在底座上。
所述自适应传输储料单元内有带传输机构和传输检测单元，带材经过所述传输机构和传输检测单元进入牵引机构。
所述立体卷绕单元包括主动旋转机构、从动支撑机构和高精度轴向移动机构。所述主动旋转机构上固定有胎具，所述从动支撑机构用于监测带材卷绕速度并将速度信息传递给所述控制模块。
所述轴向移动机构与所述自适应传输存料箱垂直方向布置。
还包括开料反向带材的倒带单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：自适应传输储料单元能够将放料单元放出的非晶带材无约束自由放置，避免立体卷绕单元在卷绕状态下恒张力张弛控制单元快速切换缠绕带材的空间位置时放料单元无法实现放料速度的高频快速转换导致带材被拉断，恒张力张弛控制单元能够保证非晶带材在矩形单框内胎的立体卷绕过程中，带材本身的传输速度和带材卷绕的切向起卷角度是保持稳定，避免卷绕速度及角度的变化时引起卷绕带材的受力不均匀导致带材层与层之间出现贴合不一致，甚至带材的断裂。立体卷绕单元的轴向移动机构带动主动旋转机构和从动支撑机构的同步移动保证了非晶带材稳定的立体卷绕。恒张力张弛控制单元的差速装置能够在电机保持同一转动方向的情况下利用控制模块的控制带动牵引机构进行高频快速的往复运动，从而保证非晶带材在进入矩形胎具时的切向起卷角度和卷绕速度在合理的范围内，避免带材出现断裂、卷曲或折叠。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例的俯视图。
图3是本发明实施例的仰视图。
图中，1-放料单元、2-自适应传输储料单元、21-称重单元、22-放料保护单元、、23-传输检测单元、24-传输单元、3-张弛控制单元、31-牵引机构、32-电机、33-差速装置、34-传动丝杠、35-带材传输单元、4-立体卷绕单元、41-轴向移动机构、42-主动旋转机构、43-从动支撑机构、5-底座、6-倒带单元。
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。
非晶立体卷铁芯变压器非晶带材立体卷绕成型装置，其特征在于，包括：放料单元、自适应传输储料单元、恒张力张弛控制单元和立体卷绕单元，所述自适应传输储料单元设置在所述放料单元和所述立体卷绕单元之间；
所述自适应传输储料单元包括称重单元、放料保护单元、传输单元和传输检测单元，
其中，所述称重单元设置在所述放料单元下方，用于检测落在该称重单元上的非晶带材的重量，
所述放料保护单元用于与所述称重单元及放带单元电性连接，用于发现称重单元数值异常时，快速改变放带单元的放带速度，
所述传输检测单元与带材接触且与所述传输单元电性连接；
所述恒张力张弛控制单元包括牵引机构、带材传输单元和控制单元，
所述牵引机构设置在所述自适应传输储料单元上方，用于根据带材随矩形单框内胎的转动角度和逐层叠增的状态及时从控制单元发出的指令调整带材传输单元的传输速度和牵引机构的移动速度；
所述控制单元包括控制模块、与所述带材传输机构和牵引机构传动连接的差速装置及电机连接；
所述立体卷绕单元与所述控制模块电性连接，所述立体卷绕单元上设置有轴向移动机构。
所述放料单元、自适应传输储料单元、恒张力张弛控制单元和立体卷绕单元均设置在底座上。
所述自适应传输储料单元内有带传输机构和传输检测单元，带材经过所述传输机构和传输检测单元进入牵引机构。
所述立体卷绕单元包括主动旋转机构、从动支撑机构和高精度轴向移动机构。
所述主动旋转机构上固定有胎具，所述从动支撑机构用于监测带材卷绕速度并将速度信息传递给所述控制模块。
所述轴向移动机构与所述自适应传输存料箱垂直方向布置。
还包括开料反向带材的倒带单元。
实施例
如图1-图3所示，放料单元1为箱式结构固定在底座5内，用于安放成卷非晶带材，立体卷绕单元4的轴向移动机构41安装在底座5上，立体卷绕单元4上有胎具用于将非晶带材卷成非晶立体卷结构，自适应储料单元2设置在放料单元1和立体卷绕单元4之间，底部设置有称重单元21，为了避免传输带材的拉断，放料单元1放出的带材无约束自由落在自适应传输储料单元2内的称重单元21上，称重单元21检测进入自适应传输储料单元2内带材的重量，当重量的数值超过阈值即自适应传输储料单元2存储了一些带材后，立体卷绕单元4才进行启动带材的卷绕工作。放料保护单元22与称重单元21连接，用于监测称重单元21称重数值的变化程度，当变化程度超出预设范围时，放料保护单元22元发出指令控制放料单元1根据需要改变放带速度。传输检测单元23包括弹性设置在自适应传输储料单元2内的滑杆和横置在滑杆上的辅助导轴，非晶带材自下而上经过传输检测单元23的辅助导轴时，辅助导轴所承受的拉力应该在相对固定的范围内波动，当辅助导轴承受的拉力超出给定的恒定重量时，传输检测单元23沿着滑杆上升移动，接触开关将信号给控制单元，加快传输单元23的转动速度，适应控制牵引机构和立体卷绕单元带材卷绕的传输速度。因为立体卷绕单元的胎具是矩形结构，所以其旋转的角速度固定后，其长边和短边接触带材时的线速度不同，带材的起始卷绕角度也始终存在变化，造成从自适应传输储料单元2出来的带材无法在稳定的拉力状态下传输，也就是说带材要反复承受双向的加速度，极易导致带材反复受力而断裂或卷曲，所以设置了恒张力张弛控制单元3，其由牵引机构31和控制其往复运动的差速装置33及电机32组成。本实施例中的牵引机构31设置在自适应传输储料单元2上方的导轨上，差速装置33通过传动丝杠34带动牵引机构31运动。自适应传输储料单元2内的带材经过一个或多个辅助传动轴和传输机构24，自下而上从传输检测单元23进入牵引机构31的带材传输单元35。类似于汽车的前进挡和倒车档切换原理，差速装置33接受控制模块的指令将电机32输出的单向运动通过差速装置33内不同转轴速度的改变快速切换运动方向并传递至传动丝杆34的快速转动，控制牵引机构31在导轨上进行高频的反复往复运动。非晶带材从自适应传输储料单元2内进入牵引机构31，并经带材传输单元35传输至立体卷绕单元4实现非晶带材的卷绕，立体卷材单元4的一端为主动旋转机构42，胎具设置在主动旋转机构42上，另一端为从动支撑机构43，从动支撑机构43一方面起到保护胎具的作用，一方面监测胎具缠绕带材逐层递增后，带材卷入的起始卷绕角度和速度，并将这些数值发送给恒张力张弛控制单元3的控制模块，控制模块根据结合这些数据以及传输检测单元的数据控制牵引机构31改变运动速度。立体卷绕单元4的轴向移动机构41，垂直于带材的传输方向布置，作用是使卷绕单元4垂直于带材高精度低速运动，实现带材的立体卷绕，卷出侧面有梯度的形状。由于原料带材经开料后分成两条在两端相互对称的宽窄和窄宽形状带材，因此可以用倒带单元6将两种带材的方向统一，实现开料反向带材的快速卷绕。
以上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它实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.非晶立体卷铁芯变压器非晶带材立体卷绕成型装置，其特征在于，包括：
放料单元、自适应传输储料单元、恒张力张弛控制单元和立体卷绕单元，
所述自适应传输储料单元设置在所述放料单元和所述立体卷绕单元之间；
所述自适应传输储料单元包括称重单元、放料保护单元、传输单元和传输检测单元，
其中，所述称重单元设置在所述放料单元下方，用于检测落在该称重单元上的非晶带材的重量，
所述放料保护单元用于与所述称重单元及放带单元电性连接，用于发现称重单元数值异常时，快速改变放带单元的放带速度，
所述传输检测单元与带材接触且与所述传输单元电性连接；
所述恒张力张弛控制单元包括牵引机构、带材传输单元和控制单元，
所述牵引机构设置在所述自适应传输储料单元上方，用于根据带材随矩形单框内胎的转动角度和逐层叠增的状态及时从控制单元发出的指令调整带材传输单元的传输速度和牵引机构的移动速度；
所述控制单元包括控制模块、与所述带材传输机构和牵引机构传动连接的差速装置及电机连接；
所述立体卷绕单元与所述控制模块电性连接，所述立体卷绕单元上设置有轴向移动机构。
2.根据权利要求1所述的非晶立体卷铁芯变压器非晶带材立体卷绕成型装置，其特征在于：所述放料单元、自适应传输储料单元、恒张力张弛控制单元和立体卷绕单元均设置在底座上。
3.根据权利要求1所述的非晶立体卷铁芯变压器非晶带材立体卷绕成型装置，其特征在于：所述自适应传输储料单元内有带传输机构和传输检测单元，带材经过所述传输机构和传输检测单元进入牵引机构。
4.根据权利要求1所述的非晶立体卷铁芯变压器非晶带材立体卷绕成型装置，其特征在于：所述立体卷绕单元包括主动旋转机构、从动支撑机构和高精度轴向移动机构。所述主动旋转机构上固定有胎具，所述从动支撑机构用于监测带材卷绕速度并将速度信息传递给所述控制模块。
5.根据权利要求1所述的非晶立体卷铁芯变压器非晶带材立体卷绕成型装置，其特征在于：所述轴向移动机构与所述自适应传输存料箱垂直方向布置。
6.根据权利要求1所述的非晶立体卷铁芯变压器非晶带材立体卷绕成型装置，其特征在于：还包括开料反向带材的倒带单元。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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