超導電纜帶材繞制裝置的製作方法
2023-06-05 09:54:51 2
專利名稱：超導電纜帶材繞制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於製造超導電纜的裝置，特別是一種超導電纜帶材繞制裝置。
背景技術：
超導電纜的製作是將指定根數的高溫超導扁平帶材，以一定的角度和張力，並排均勻地繞制在一根電纜芯上，按要求繞制多層。
現有技術所公開的超導電纜導體繞制方法，一般是採用傳統的電纜絞纜技術，首先把繞有單根超導帶材的放線盤安裝在絞籠上，對應於超導體的超導帶材繞制根數在放線盤前安裝上與繞制根數相同的導線輪，其角度間距為360度除以繞制根數，電纜芯從絞籠中心穿過，超導帶材從放線盤引出經導線輪和分線板引向並固定在電纜芯上，對每根導線要進行張力控制，電纜芯在前後牽引機的作用下作直線運動，絞籠帶著放線盤一起轉動，超導帶材則繞制在電纜芯上。
現有的電纜絞纜技術對超導電纜的製作存在明顯的問題。由於超導帶材是銀合金所包的陶瓷氧化物材料，單根超導帶材的張力承受能力比同樣截面的銅帶材和鋼帶材小很多，張力控制較難，不易控制超導帶材繞制的鬆緊度。單根方式繞制時超導帶材易斷，斷帶後需要焊接，影響超導電纜的性能。一般超導帶材只有約幾毫米寬，帶與帶之間的縫隙在多根超導帶材同時繞制中較難控制，容易相互搭接，影響繞制的質量。現有的電纜絞纜技術所用的機構設計較複雜，對技術要求較高。
發明內容
本實用新型的目的在於克服現有技術的不足和缺陷，提出一種全新的超導電纜帶材繞制裝置，該裝置將多根已排列粘接好的超導帶材沿一定角度繞制在電纜芯上，並可採用全自動控制，即避免損傷超導帶材又使超導帶材能緊密而均勻地繞制，該裝置可大大提高超導電纜帶材繞制的工作效率。
為達上述目的，本實用新型提供一種超導電纜帶材繞制裝置，包括1)主軸繞動機構，其進一步包括，一基座、一左支架、一右支架、一芯軸、芯軸拉伸機構、波紋管拉伸機構和一主電機，其中，右支架，固定在基座的右邊；左支架，固定在基座的左邊，但其位置可以沿基座縱向移動；芯軸拉伸機構，包括芯軸拉伸機構的右端和芯軸拉伸機構的左端，分別安裝在所述的右支架和左支架上；芯軸，安裝在芯軸拉伸機構上，芯軸的右端被固定在芯軸拉伸機構的右端，芯軸的左端被固定在芯軸拉伸機構的左端，並通過芯軸拉伸機構的左端拉直；波紋管拉伸機構，與芯軸拉伸機構同軸，其左端套設在芯軸左端外，用以固定波紋管的左端，其右端套設在芯軸右端外，並與芯軸拉伸機構的右端通過螺紋連接，用於拉伸波紋管；主電機安裝在右支架上，與芯軸拉伸機構的右端連接，用以驅動芯軸轉動；2)縱向進給機構，進一步包括，兩根導軌，水平固定在基面上；一根齒條，位於兩導軌的中間，與導軌平行，也固定在基面上；一底板，架設在兩根導軌上，其下面有數個滑塊與導軌滑動配合，以便沿導軌移動；一副電機，垂直安裝在底板上，其下軸端安裝有一圓齒輪，該圓齒輪與所述的齒條相嚙合；3)至少一個超導帶材放帶機構，與縱向進給機構設置在同一個所述的底板上，其每一個進一步包括，一小支架，固定在所述的底板上，小支架的上表面上有圓周角度刻度；一轉動盤，安裝在小支架上，並與圓周角度刻度同圓心；一軸承座，固定在所述的轉動盤上，可隨轉動盤圓周轉動；一放帶軸，穿過所述的軸承座，其一端安裝有一放帶盤，放帶盤上纏繞有超導帶材；其另一端安裝有一磁粉制動器；4)電控部分，進一步包括，一可編程控制器和兩個變頻器，主要用於控制主電機和副電機的轉動，以及縱向進給機構的限位。
所述的芯軸拉伸機構的右端進一步包括主軸和主軸承座，所述的主軸承座固定在右支架上，主軸穿過主軸承座，其右端與主電機連接，其左端與芯軸右端固定連接。
所述的主軸的左端與芯軸固定連接的方式選自螺紋連接和插銷連接。
所述的芯軸拉伸機構的左端進一步包括一L形支架，固定在左支架上；一軸承座，位於L形支架的右側，軸承座左側有一軸承蓋，軸承蓋的中心有一穿透軸承蓋的螺孔；一短軸，緊固在軸承座中心，其右端與芯軸左端固定連接；一拉動螺栓，通過螺栓頭水平定位於L形支架長臂的一個U形槽中，拉動螺栓的螺紋部分與所述的穿透軸承蓋的螺孔連接，通過旋轉螺栓頭可帶動軸承座和其上的短軸沿軸向移動。
所述的短軸右端與芯軸左端固定連接的方式選自螺紋連接和插銷連接，但必須與所述的主軸的左端與芯軸右端固定連接的方式不同。
所述的波紋管拉伸機構的左端，進一步包括兩個上下配合的相同的半圓柱形卡具，卡具左端的內圓柱面與所述的芯軸左端相配合，其內圓柱面上有凸環，與所述的芯軸左端的凹槽相配合；卡具右端的內圓柱面與所述的波紋管左端的凹槽相配合；上、下卡具通過螺栓固定。
所述的卡具的內圓柱面上也可以沒有凸環，而在相應位置上設有上、下兩個銷釘，與所述的芯軸左端的凹槽相配合。
所述的波紋管拉伸機構的右端，進一步包括一鎖母，具有內螺紋，與所述的主軸通過螺紋連接，鎖母左端有一臺階孔；一活動卡架，為帶有臺階的圓柱狀，中心為通孔，供所述的芯軸右端穿過，其右端臺階與所述的鎖母左端的臺階孔相配合，其左邊的圓柱狀外壁上有凹環槽；兩個相同的半圓柱形夾具，上下相對扣合在所述的活動卡架上，所述的夾具靠右端的內圓柱面上有較大的內凸環，與所述的活動卡架左邊的凹環槽相配合；所述的夾具靠左端的內圓柱面上有小凸環，與所述的波紋管頭外表面的凹槽相配合；上、下兩個相同的半圓柱形夾具通過螺栓固定。
所述的夾具靠左端的內圓柱面上也可以沒有小凸環，而在相應位置上設有上、下兩個銷釘，與所述的波紋管頭外表面的凹槽相配合。
所述的基座上有縱嚮導槽，所述的左支架可在導槽長度範圍內移動，並通過螺栓固定在基座上，以適應不同的電纜長度。
所述的超導帶材放帶機構中的小支架上固定有兩個相對的圓弧形導軌，與所述的轉動盤轉動配合。
所述的超導帶材放帶機構的個數根據超導電纜的要求可以為1～6個，較佳為1～3個。
本實用新型的優點在於，使用本實用新型所提供的超導電纜帶材繞制裝置繞制超導電纜效果很好，不僅使超導帶材平整而均勻地排出、緊密均勻地繞制在電纜芯上，而且對超導帶材的損害較小，可節約大量的人工和時間，提高生產效率。
圖1為本實用新型超導電纜帶材繞制裝置實施例的立體示意圖；圖2為主軸繞動機構的正視示意圖；圖3為芯軸和波紋管相對位置示意圖；圖4-1為縱向進給機構和超導帶材放帶機構的左側視圖的示意圖；圖4-2為圖4-1中A方向縱向進給機構的仰視圖的示意圖；圖5為超導帶材放帶機構局部放大示意圖；圖6-1為芯軸拉伸機構右端局部放大示意圖；圖6-2為芯軸拉伸機構左端局部放大示意圖；圖7-1為波紋管拉伸機構左端局部放大示意圖；圖7-2為波紋管拉伸機構右端局部放大示意圖；圖8為電控部分的控制流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例詳細說明本實用新型的具體實施方式
。
如圖1～7所示，本實用新型提供一個超導電纜帶材繞制裝置的實施例，首先參考圖1，其包括1)主軸繞動機構1，如圖2所示，其進一步包括，一基座11、一左支架12、一右支架13、一芯軸14、芯軸拉伸機構15、波紋管拉伸機構16和一主電機17，其中，所述的右支架13，固定在基座11的右邊；所述的左支架12，固定在基座11的左邊，但其位置可以沿基座縱向移動；所述的芯軸拉伸機構15，包括芯軸拉伸機構的右端151和芯軸拉伸機構的左端152，分別安裝在所述的右支架13和左支架12上；芯軸14，安裝在芯軸拉伸機構15上，芯軸的右端被固定在芯軸拉伸機構的右端151，芯軸的左端被固定在芯軸拉伸機構的左端152，並通過芯軸拉伸機構的左端152拉直芯軸14；波紋管拉伸機構16，與芯軸拉伸機構15同軸，其左端161套設在芯軸14的左端外，用以固定波紋管18的左端，其右端162套設在芯軸14的右端外，並與芯軸拉伸機構的右端151通過螺紋連接，用於拉伸波紋管18；主電機17安裝在右支架13上，與芯軸拉伸機構的右端151連接用以驅動芯軸14轉動；2)縱向進給機構2，如圖4-1和圖4-2所示，進一步包括，兩根導軌21，水平固定在基面22上；一根齒條23，位於兩導軌21的中間，與導軌21平行，也固定在基面22上；一底板24，架設在兩根導軌21上，其下面有數個滑塊241與導軌21滑動配合，以便沿導軌21移動；一副電機25，垂直安裝在底板24上，其下軸端安裝有一圓齒輪26，該圓齒輪26與所述的齒條23相嚙合；3)至少一個超導帶材放帶機構3，與縱向進給機構2設置在同一個所述的底板24上，可以有1～6個，較佳為1～3個，在本實施例中，為了便於理解，只介紹具有一個超導帶材放帶機構3的，如圖4-1左半部分所示，其進一步包括，一小支架31，固定在所述的底板24上，小支架31的上表面上有圓周角度刻度311；一轉動盤32，安裝在小支架31上，並與圓周角度刻度311同圓心；一軸承座33，固定在所述的轉動盤32上，可隨轉動盤32圓周轉動；
一放帶軸34，如圖5所示，穿過所述的軸承座33，其一端安裝有一放帶盤35，放帶盤35上纏繞有超導帶材；其另一端安裝有一磁粉制動器36；4)電控部分4，如圖8所示，進一步包括，一可編程控制器41、主變頻器42、副變頻器43，主要用於控制主電機17和副電機25的轉動，以及縱向進給機構2的限位。
如圖6-1所示，所述的芯軸拉伸機構的右端151進一步包括主軸1511和主軸承座1512，所述的主軸承座1512固定在右支架13上，主軸1511穿過主軸承座1512，其右端與主電機17連接，其左端與芯軸14的右端部固定連接。
所述的主軸1511的左端與芯軸14固定連接的方式在本實施例中為螺紋連接，也可以是插銷連接。
如圖6-2所示，所述的芯軸拉伸機構的左端152進一步包括一L形支架1521，固定在左支架12上；一軸承座1522，位於L形支架1521的右側，軸承座1522左側有一軸承蓋1523，軸承蓋1523的中心有一穿透軸承蓋1523的螺孔；一短軸1524，緊固在軸承座1522中心，其右端與芯軸14的左端固定連接；一拉動螺栓1525，通過螺栓頭水平定位於L形支架1521長臂的一個U形槽中，拉動螺栓1525的螺紋部分與所述的穿透軸承蓋1523的螺孔連接，通過旋轉拉動螺栓1525的螺栓頭可帶動軸承座1522和其上的短軸1524沿軸向移動，從而將芯軸14拉緊拉直。
所述的短軸1524的右端與芯軸14的左端固定連接的方式在本實施例中為插銷連接，因為主軸1511的另一端與芯軸14固定連接的方式在本實施例中為螺紋連接。當然也可以選用螺紋連接，但必須與所述的主軸1511的左端與芯軸14的右端固定連接的方式不同，用螺紋連接時，所述的主軸1511的左端與芯軸14的右端固定連接的方式就必須是插銷連接。
如圖7-1所示，所述的波紋管拉伸機構16的左端161，進一步包括兩個上下配合的相同的半圓柱形卡具1611，卡具左端的內圓柱面與所述的芯軸14左端相配合，其內圓柱面上有凸環16111，與所述的芯軸左端的凹槽141相配合；卡具右端的內圓柱面上的凸環16112與所述的波紋管18左端的凹槽181相配合；上、下卡具通過螺栓固定。
作為另一種實施方式，所述的半圓柱形卡具1611的內圓柱面上沒有凸環16111和凸環16112，而在相應位置上設有上、下兩個銷釘，圖中未示，與所述的芯軸14左端的凹槽141以及波紋管18左端的凹槽181相配合，同樣起到定位的作用。
如圖7-2所示，所述的波紋管拉伸機構16的右端162，進一步包括一鎖母1621，具有內螺紋，與所述的主軸1511通過主軸1511左邊的外螺紋連接，鎖母1621左端有一臺階孔；一活動卡架1622，為帶有臺階的圓柱狀，中心為通孔，供所述的芯軸14的右端穿過，其右端臺階與所述的鎖母左端的臺階孔相配合，其左邊的圓柱狀外壁上有凹環槽16221；兩個相同的半圓柱形夾具1623，上下相對扣合在所述的活動卡架1622上，所述的夾具1623靠右端的內圓柱面上有較大的內凸環16231，與所述的活動卡架1622左邊的凹環槽16221相配合；所述的夾具1623靠左端的內圓柱面上有小凸環16232，與所述的波紋管頭18右端外表面的凹槽182相配合；上、下兩個相同的半圓柱形夾具1623通過螺栓固定。
作為另一種實施方式，所述的夾具1623靠左端的的內圓柱面上沒有小凸環16232，而在相應位置上設有上、下兩個銷釘，圖中未示，與所述的波紋管18頭部右端外表面的凹槽182相配合，同樣起到定位的作用。
所述的基座11上有縱嚮導槽，所述的左支架12可在導槽長度範圍內移動，並通過螺栓固定在基座11上，以適應不同的電纜長度。
所述的超導帶材放帶機構3中的小支架31上固定有兩個相對的圓弧形導軌，與所述的轉動盤33轉動配合。
本實用新型所提供的超導電纜帶材繞制裝置，在使用時，在電控部分可編程控制器的控制下，通過主變頻器和副變頻器，由主電機17驅動主軸繞動機構1的芯軸14和波紋管18作繞軸的轉動，芯軸拉伸機構15，將芯軸14拉直，波紋管拉伸機構16將波紋管18拉直；由副電機25驅動縱向進給機構2以及設置於同一底板上的超導帶材放帶機構3，沿芯軸軸向移動；超導帶材放帶機構3根據超導電纜對張力和纏繞角度的要求，將預製好的超導帶材纏繞到波紋管18上。從而製成符合要求的超導電纜。
以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例，並不能以此限制其實施範圍，本實用新型的保護範圍應以權利要求書的範圍為準。
權利要求1.一種超導電纜帶材繞制裝置，其特徵在於，包括1)主軸繞動機構，進一步包括，一基座、一左支架、一右支架、一芯軸、芯軸拉伸機構、波紋管拉伸機構和一主電機，其中，右支架，固定在基座的右邊；左支架，固定在基座的左邊，但其位置可以沿基座縱向移動；芯軸拉伸機構，包括芯軸拉伸機構的右端和芯軸拉伸機構的左端，分別安裝在所述的右支架和左支架上；芯軸，安裝在芯軸拉伸機構上，芯軸的右端被固定在芯軸拉伸機構的右端，芯軸的左端被固定在芯軸拉伸機構的左端，並通過芯軸拉伸機構的左端拉直；波紋管拉伸機構，與芯軸拉伸機構同軸，其左端套設在芯軸左端外，用以固定波紋管的左端，其右端套設在芯軸右端外，並與芯軸拉伸機構的右端通過螺紋連接，用於拉伸波紋管；主電機安裝在右支架上，與芯軸拉伸機構的右端連接，用以驅動芯軸轉動；2)縱向進給機構，進一步包括，兩根導軌，水平固定在基面上；一根齒條，位於兩導軌的中間，與導軌平行，也固定在基面上；一底板，架設在兩根導軌上，其下面有數個滑塊與導軌滑動配合，以便沿導軌移動；一副電機，垂直安裝在底板上，其下軸端安裝有一圓齒輪，該圓齒輪與所述的齒條相嚙合；3)至少一個超導帶材放帶機構，與縱向進給機構設置在同一個所述的底板上，其每一個進一步包括，一小支架，固定在所述的底板上，小支架的上表面上有圓周角度刻度；一轉動盤，安裝在小支架上，並與圓周角度刻度同圓心；一軸承座，固定在所述的轉動盤上，可隨轉動盤圓周轉動；一放帶軸，穿過所述的軸承座，其一端安裝有一放帶盤，放帶盤上纏繞有超導帶材；其另一端安裝有一磁粉制動器；4)電控部分，進一步包括，一可編程控制器和兩個變頻器，主要用於控制主電機和副電機的轉動，以及縱向進給機構的限位。
2.根據權利要求1所述的超導電纜帶材繞制裝置，其特徵在於，所述的芯軸拉伸機構的右端進一步包括主軸和主軸承座，所述的主軸承座固定在右支架上，主軸穿過主軸承座，其右端與主電機連接，其左端與芯軸右端固定連接。
3.根據權利要求2所述的超導電纜帶材繞制裝置，其特徵在於，所述的主軸的左端與芯軸固定連接的方式選自螺紋連接和插銷連接。
4.根據權利要求1所述的超導電纜帶材繞制裝置，其特徵在於，所述的芯軸拉伸機構的左端進一步包括一L形支架，固定在左支架上；一軸承座，位於L形支架的右側，軸承座左側有一軸承蓋，軸承蓋的中心有一穿透軸承蓋的螺孔；一短軸，緊固在軸承座中心，其右端與芯軸左端固定連接；一拉動螺栓，通過螺栓頭水平定位於L形支架長臂的一個U形槽中，拉動螺栓的螺紋部分與所述的穿透軸承蓋的螺孔連接，通過旋轉螺栓頭可帶動軸承座和其上的短軸沿軸向移動。
5.根據權利要求4所述的超導電纜帶材繞制裝置，其特徵在於，所述的短軸右端與芯軸左端固定連接的方式選自螺紋連接和插銷連接，但必須與所述的主軸的左端與芯軸右端固定連接的方式不同。
6.根據權利要求1所述的超導電纜帶材繞制裝置，其特徵在於，所述的波紋管拉伸機構的左端，進一步包括兩個上下配合的相同的半圓柱形卡具，卡具左端的內圓柱面與所述的芯軸左端相配合，其內圓柱面上有凸環，與所述的芯軸左端的凹槽相配合；卡具右端的內圓柱面與所述的波紋管左端的凹槽相配合；上、下卡具通過螺栓固定。
7.根據權利要求6卡具的所述的超導電纜帶材繞制裝置，其特徵在於，所述的卡具的內圓柱面上沒有凸環，而在相應位置上設有上、下兩個銷釘，與所述的芯軸左端的凹槽相配合。
8.根據權利要求1所述的超導電纜帶材繞制裝置，其特徵在於，所述的波紋管拉伸機構的右端，進一步包括一鎖母，具有內螺紋，與所述的主軸通過螺紋連接，鎖母左端有一臺階孔；一活動卡架，為帶有臺階的圓柱狀，中心為通孔，供所述的芯軸右端穿過，其右端臺階與所述的鎖母左端的臺階孔相配合，其左邊的圓柱狀外壁上有凹環槽；兩個相同的半圓柱形夾具，上下相對扣合在所述的活動卡架上，所述的夾具靠右端的內圓柱面上有較大的內凸環，與所述的活動卡架左邊的凹環槽相配合；所述的夾具靠左端的內圓柱面上有小凸環，與所述的波紋管頭外表面的凹槽相配合；上、下兩個相同的半圓柱形夾具通過螺栓固定。
9.根據權利要求8所述的超導電纜帶材繞制裝置，其特徵在於，所述的夾具靠左端的內圓柱面上沒有小凸環，而在相應位置上設有上、下兩個銷釘，與所述的波紋管頭外表面的凹槽相配合。
10.根據權利要求1所述的超導電纜帶材繞制裝置，其特徵在於，所述的基座上有縱嚮導槽，所述的左支架可在導槽長度範圍內移動，並通過螺栓固定在基座上，以適應不同的電纜長度。
11.根據權利要求1所述的超導電纜帶材繞制裝置，其特徵在於，所述的超導帶材放帶機構中的小支架上固定有兩個相對的圓弧形導軌，與所述的轉動盤轉動配合。
12.根據權利要求1所述的超導電纜帶材繞制裝置，其特徵在於，所述的超導帶材放帶機構的個數為1～6個。
專利摘要本實用新型涉及一種超導電纜帶材繞制裝置，其包括主軸繞動機構、縱向進給機構、超導帶材放帶機構和電控部分，該裝置將多根已排列粘接好的超導帶材沿一定角度繞制在電纜芯上，並可採用全自動控制，既避免損傷超導帶材又使超導帶材能緊密而均勻地繞制，該裝置可大大提高超導電纜帶材繞制的工作效率。
文檔編號H01B13/00GK2643454SQ0326713
公開日2004年9月22日 申請日期2003年7月10日 優先權日2003年7月10日
發明者袁鋒, 侯波 申請人:北京雲電英納超導電纜有限公司