本实用新型专利技术提供了一种核聚变装置超导磁体多层多匝螺旋线圈绝缘自动包绕装置，其特征在于，包括旋转组件、包带组件和模具平台，旋转组件穿过模具平台的中心、并与模具平台之间具有间隙，包带组件安装于旋转组件，并位于模具平台之上；包带组件包括线夹和包带头，线夹和包带头均安装于旋转组件上，旋转组件旋转带动线夹和包带头旋转，线夹夹住螺旋线，包带头对螺旋线包带，包带头的数量等于线圈绝缘带的层数，包带头排列顺序与绝缘带的包绕顺序一致；每个包带头的两侧分别至少布置有一个线夹；线夹和包带头根据螺旋型线圈的螺旋方向布置；包完绝缘带的螺旋线落位于模具平台上。完绝缘带的螺旋线落位于模具平台上。完绝缘带的螺旋线落位于模具平台上。
【技术实现步骤摘要】
核聚变装置超导磁体多层多匝螺旋线圈绝缘自动包绕装置
[0001]本技术涉及核聚变
，更具体地，涉及一种核聚变装置超导磁体多层多匝螺旋线圈绝缘自动包绕装置。
技术介绍
[0002]核聚变能凭借资源无限、清洁环保、不产生高放射性核废料等优点，成为人类未来的理想新能源。国际热核聚变实验堆ITER计划是当今世界最大的多边国际科技合作项目之一，其目的是通过建造反应堆级核聚变装置，验证和平利用核聚变发电的科学和工程技术可行性，是实现未来商业用聚变能的关键一步。核聚变装置超导磁体的线圈是超重要的大型部件，其中有一种线圈为多层多匝的螺旋线圈，重量高达15吨以上，甚至达到几百吨。现有技术常采用人工的方式对线圈进行绝缘带包绕。可想而知，重达15吨的线圈，体积大、重量高，人工包绕的方式无法控制质量，且所需要的操作空间大，因此空间也受限。核聚变装置整体体积大，设备多，在检修时，往往耗时耗力，线圈作为核聚变装置的重要部件，出现质量问题，将会影响整个装置的运转。现有技术针对这种大型线圈一般采用人工的方法进行包带，人工包带包带效率低，无法保证包带一致性。
技术实现思路
[0003]本技术要解决的技术问题针对大型线圈体积大、重量超重，采用人工包带的方法效率低、质量差的不足，提供一种核聚变装置超导磁体多层多匝螺旋线圈绝缘自动包绕装置。
[0004]本技术的上述目的通过以下技术方案予以实现：
[0005]一种核聚变装置超导磁体多层多匝螺旋线圈绝缘自动包绕装置，包括旋转组件、包带组件和模具平台，旋转组件穿过模具平台的中心、并与模具平台之间具有间隙，包带组件安装于旋转组件，并位于模具平台之上；包带组件包括线夹和包带头，线夹和包带头均安装于旋转组件上，旋转组件旋转带动线夹和包带头旋转，线夹夹住螺旋线，包带头对螺旋线包带，包带头的数量等于线圈绝缘带的层数，包带头排列顺序与绝缘带的包绕顺序一致；每个包带头的两侧分别至少布置有一个线夹；线夹和包带头根据螺旋型线圈的螺旋方向布置；包完绝缘带的螺旋线落位于模具平台上。
[0006]本技术所述的核聚变装置超导磁体多层多匝螺旋线圈绝缘自动包绕装置(简称包绕装置)应用于线圈绝缘包绕系统中，该系统具有线圈起降机构，线圈起降机构悬架于本技术所述的包绕装置之上，线圈起降机构放线，放下来的线成螺旋状，线圈起降机构逐步放线，本技术包绕装置旋转，包绕完成的线圈逐步落位于模具平台上。所述包带头的两侧分别布置有一个线夹，两个线夹使包带头垂直方向的位置固定，使线圈在层间过渡时不需要对包带头的垂直方向位置进行调节，这正是本技术最为巧妙之处。
[0007]需要注意的是，线夹的数量并不仅仅是分布于包带头的两侧，在旋转组件上设置有更多的线夹，其数量以保证螺旋型的线圈不晃动为准。
[0008]进一步地，旋转组件包括旋转支撑件、旋转安装件和驱动装置一，旋转安装件由旋转支撑件支撑，驱动装置一安装于旋转支撑件，驱动装置一驱动安装架旋转；包带组件安装于旋转安装件。
[0009]进一步地，驱动装置一包括依次传动连接的电机一、减速机一、主动齿轮和从动齿轮，从动齿轮的中心固定有输出轴；从动齿轮的旋转平面与安装架的旋转平面平行；所述旋转安装件与从动齿轮的输出轴固定，从动齿轮输出轴的旋转带动旋转安装件旋转。
[0010]进一步地，所述旋转支撑件和旋转安装件均为笼型结构，笼型结构中安装有电气设备。
[0011]进一步地，所述线夹和包带头与旋转组件可拆卸连接，其中线夹通过线夹支撑杆与旋转组件可拆卸连接，每个线夹对应的旋转组件位置上开有沿竖向分布的安装孔，以便根据螺旋线的位置调整线夹支撑杆的竖向位置；其中包带头通过包带头支撑杆与旋转组件可拆卸连接，每个包带头对应的旋转组件位置上开有沿竖向分布的安装孔，以便根据螺旋线的位置调整包带头支撑杆的竖向位置。
[0012]进一步地，所述线夹为一对滚轮，两个滚轮平行，滚轮安装于线夹支撑杆上表面或者下表面使线夹支撑杆不对螺旋线形成干扰；滚轮两端通过连接件连接。
[0013]更进一步地，所述滚轮为长杆形状。所述滚轮包裹有软质材料，防止划伤线圈。
[0014]进一步地，所述包带头支撑杆上安装有驱动装置二，驱动装置二驱动包带头沿着包带头支撑杆径向移动；在包带头上安装有激光测距仪，实时检测包带头中心与线圈中心的距离数据；激光测距仪所获取的距离数据传送至控制系统，实时计算出包带头沿着包带头支撑杆的移动距离，以保证包带头包带点与线圈中心线重合。
[0015]在匝间过渡时，匝间线圈本来就是在同一平面上，因此垂直方向的距离无需调节，当匝间是从线盘外侧向里侧过渡时，包带头要向里侧移动；当匝间是从里侧向外侧过渡时，包带头向外侧移动。整个匝间过渡，垂直方向是无需调节的，只需要调节径向方向的距离。
[0016]在层间过渡时，从整个线圈的结构看，垂直方向是要调整的，但由于包带头两侧的线夹，两个线夹之间的线段始终在同一水平面上，因此即使是层间过渡也不必对螺旋线圈垂直方向进行调节。
[0017]综上所述，不管是匝间过渡还是层间过渡，包带头都只需要进行径向方向的调节，以保证包带头包带点与线圈中心线重合，保证包带质量。
[0018]进一步地，在旋转安装件上安装有测距传感器，测量旋转安装件的中心至包带头旋转中心的距离为R，已知旋转安装件的旋转角速度为ω，求得包带头的切向速度v＝Rω，根据包带要求的叠包率为η，绝缘带宽为W，求得包带头转速更进一步地，在包带头的一侧安装有一对测速滚轮，线圈穿过测速滚轮，测速滚轮与编码器连接，用于测量线圈的行程，行程除以时间获得线圈行走速度，即为包带头的切向速度v。
[0019]以上两种方法测得包带头的切向速度v，两种方法相比较，保证数据的可靠性。以上两种方法，在包带的过程中，控制系统根据线圈的切线速度v，调整包带头的转速，保证正确的叠包率。
[0020]更进一步地，所述包带头上还设置有限位滚轮，限位滚轮位于线宽的两侧，线圈穿过测速滚轮后，再穿过限位滚轮，限位滚轮对线圈的宽度方向进行限位。
[0021]进一步地，所述包带头包括包带盘和磁粉制动器，磁粉制动器为包带提供恒张力，所述磁粉制动器与包带盘的带芯轴连接；磁粉制动器的中心固定有连接轴，连接轴的顶部开有凹槽，带芯轴插入凹槽中。
[0022]更进一步地，所述包带盘上还安装有超声波测距传感器检测带盘外径，带盘外径数据传至控制系统，控制系统根据磁粉制动器设定的张力输出相应扭矩，达到稳定的输出张力。
[0023]更进一步地，所述包带盘上还安装有用于安装超声波测距传感器的支架，支架位于包带盘的带盘和磁粉制动器之间，支架的一侧从带盘伸出位于带盘外侧、以便于超声波测距传感器位于带盘的侧面实时检测带盘外径。
[0024]更进一步地，驱动装置二包括电机二、丝杆二和丝母二，所述包带头安装座与丝母二固定，电机二驱动丝杆二旋转带动丝母二直线移动，丝杆二沿旋转安装件的旋转中心呈径向设置。
[0025]更进一步地，在丝杆二的两侧分本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.核聚变装置超导磁体多层多匝螺旋线圈绝缘自动包绕装置，其特征在于，包括旋转组件、包带组件和模具平台，旋转组件穿过模具平台的中心、并与模具平台之间具有间隙，包带组件安装于旋转组件，并位于模具平台之上；包带组件包括线夹和包带头，线夹和包带头均安装于旋转组件上，旋转组件旋转带动线夹和包带头旋转，线夹夹住螺旋线，包带头对螺旋线包带，包带头的数量等于线圈绝缘带的层数，包带头排列顺序与绝缘带的包绕顺序一致；每个包带头的两侧分别至少布置有一个线夹；线夹和包带头根据螺旋型线圈的螺旋方向布置；包完绝缘带的螺旋线落位于模具平台上。2.根据权利要求1所述的核聚变装置超导磁体多层多匝螺旋线圈绝缘自动包绕装置，其特征在于，旋转组件包括旋转支撑件、旋转安装件和驱动装置一，旋转安装件由旋转支撑件支撑，驱动装置一安装于旋转支撑件，驱动装置一驱动安装架旋转；包带组件安装于旋转安装件。3.根据权利要求1所述的核聚变装置超导磁体多层多匝螺旋线圈绝缘自动包绕装置，其特征在于，所述线夹为一对滚轮，两个滚轮平行，滚轮安装于线夹支撑杆上表面或者下表面使线夹支撑杆不对螺旋线形成干扰；滚轮两端通过连接件连接。4.根据权利要求1所述的核聚变装置超导磁体多层多匝螺旋线圈绝缘自动包绕装置，其特征在于，所述线夹通过线夹支撑杆与旋转组件可拆卸连接，每个线夹对应的旋转组件位置上开有沿竖向分布的安装孔，以便根据螺旋线的位置调整线夹支撑杆的竖向位置；其中包带头通过包带头支撑杆与旋转组件可拆卸连接，每个包带头对应的旋转组件位置上开有沿竖向分布的安装孔，以便根据螺旋线的位置调整包带头支撑杆的竖向位置。5.根据权利要求4所述的核聚变装置超导磁体多层多匝螺旋线圈绝缘自动包绕装置，其特征在于，所述包带头支撑杆上安装有驱动装置二，驱动装置二驱动...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓泉，吴军，戴林强，刘树文，汤尧清，
申请(专利权)人：株洲南方机电制造有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。