专利名称：激光切料装置及圆截面卷铁心的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光剪切硅钢片的装置及由该装置所剪切的阶梯形带料经层层卷绕而成的园形截面框状铁心，该铁心可广泛的用于交流电焊机、磁放大器、互感器铁心，特别是电力变压器用的铁心。
目前，冲剪迭片铁心，切开式卷铁心，这两种铁心均有硅钢片对接缝隙，漏磁通量相当大，制成的变压器等能耗大，温升高。又由于上述铁心横截面均为方形或长方形，绕线圈工艺复杂，填充系数小，材料用的多，重量和体积也大；最近出现的卷绕式园截面铁心，其卷绕的带料由凸轮控制机械滚刀剪切，剪切带料长度有限，不能制作大功率的卷铁心。
针对上述情况，本实用新型的目的是提供一种用激光束剪切硅钢片的装置及由该装置所剪切的阶梯形带料经层层卷绕而成园形截面框状铁心，特别是制造电力变压器用的铁心。
本实用新型是通过下述方式实现的，一种激光切料装置，它包括激光器2、开卷机1、收卷机11、激光刀头整体5和6、龙门架4、工作台7。激光刀头整体5和6可沿龙门架4横梁步进式微量移动并安装在龙门架4横梁的两侧，一对相对旋转并带动硅钢片卷料匀速走行的压辊9、12安装在收卷机11前面工作台7上，压辊9的轴与光电编码器10连接。
一种园形截面卷铁心，由上述激光切料装置所剪切的一条阶梯形带料经层层卷绕而成框状铁心，其横截面基本成圆形。阶梯形带料每一级台阶的长、宽逐级增大，卷到直经的一级最大，接下来又逐级递减，成中心级对称。
本实用新型与现有技术相比，由于采用聚焦的激光束剪切带料，可实现对任意形状，任意尺寸要求硅钢片的剪切，而机械剪切是不能实现的。激光剪切边缘所形成的应力区域小至0.2－0.3毫米，而机械剪切形成的残余应力区域之内破坏了晶格的结构和排列，区域可达几毫米，使磁滞损耗及励磁电流增加。本激光剪切装置可剪切各种长度，宽度变化的带料，卷制各种大小园形截面不切开铁芯。铁心截面呈园形是最佳的铁芯截面，同时也解决了直接在不切开卷铁心心柱上绕线包的困难，绕线工艺性好，漏磁场通量大大地减少，空载电流也大幅度地下降，充分地发挥了材料的磁性能。磁感应强度的取值提高，初、次级线圈的匝数减少，节约铜线，负载损耗也减小。从变压器用时之长，耗量之大，减少能耗，节省原材料有着重大的经济价值。用本激光切料装置剪切的带料制做的铁心可广泛的应用在交流电焊机，磁放大器，互感器和电力变压器等领域。
图1为激光切料装置示意图；1开卷机、2激光器、4龙门架、5、6激光刀头整体、7工作台、8微机及控制系统、9压辊、10光电编码器、11收卷机。
图2为一对驱动压辊9、12示意图；12压辊、13传动齿轮。
图3为阶梯形带料示意图；图4为阶梯形带料卷绕三相三框铁心示意图。
本实用新型最佳实施例如图1所示激光切料装置由图1中激光器2、激光刀头整体5和6、龙门架4、驱动压辊9和12、工作台7、开卷机1和收卷机11、光电编码器10、微机及控制系统8组成。龙门架4跨装在工作台7中央，激光刀头整体5和6分别安装在龙门架4横梁两侧，在微机控制下沿横梁方向步进或微量移动，实现阶梯形带料台阶的剪切，激光刀头在垂直方向可调整使得激光束聚焦在被切割的硅钢片上。驱动压辊9、12轴与轴承内圈配合，轴承外圈安装在收卷机11前方工作台7台身两侧，传动齿轮13同两压辊齿轮齿合带动两压辊9、12相向旋转并驱动硅钢片卷料沿工作台7台面匀速走行通过激光束焦点时实现台阶带料纵向即台阶长度的剪切，压辊9轴的另一端与光电编码器10同轴联接，光电编码器检测出阶梯形带料各级台阶长度并控制刀头整体5和6横向移动。
所说的龙门架4也可安装二个及相应的激光器和激光刀头整体，硅钢片卷料的一次走行同时剪切出四条带料。
由激光切料装置剪切的阶梯形带料经层层卷绕成框状铁心，带料的每一级台阶长度，宽度由设计确定。
铁心框周长L0＝2(a＋b＋πr)阶梯带料各级长度Ln＝L0＋(2n－1)π
其中n＝1、3、5……M带料总长度L＝nL0＋n2π
卷绕层数M等于带料台阶级数，即M＝(4R2－e2)y2／
式中a－框架长b－框架宽
－硅钢片厚 r－框架转角半径R－铁心截面半径e－带料第一级宽例如，铁心横截面直径φ＝100mm，r＝10mm，e＝8mm，设a＝600mm，b＝300mm，则M＝332即卷绕332层，总长L＝722280.6mm＝722.3M这带料的总长度是722.3米，若首级宽度从8mm起始，其宽度的变化范围是8－100mm之间。
本激光切料装置及所剪切的阶梯形带料卷制的横截面呈圆形卷铁心可广泛的应用在各种功率的电源变压器，交流电焊机，磁放大器，电流互感器，电力变压器等应用铁心的领域。
权利要求1.激光切料装置及圆截面卷铁心，包括激光器2、开卷机1、收卷机11、激光刀头整体5和6、龙门架4、工作台7、其特征在于沿龙门架4横梁做微量移动的激光刀头整体5和6分别安装在龙门架4的横梁两侧，相对旋转并带动硅钢片卷料匀速走行的一对压辊9和12安装在收卷机11前面工作台7上，压辊9的轴与光电编码器10同轴连接。
专利摘要本实用新型提供一种激光剪切硅钢片卷料装置及其剪切的阶梯形带料经层层卷绕成圆截面框状铁心，本装置通过硅钢片的纵向走行和激光刀头相应的横向移动经过聚焦的激光束时剪切成阶梯形带料，该带料卷制的铁心不切开，同叠铁心或切开式卷铁心相比具有漏磁通量小，能耗低。节省材料，可广泛地应用于电力变压器，互感器等领域。
文档编号B23K26/00GK2137189SQ9222565
公开日1993年6月30日 申请日期1992年6月24日 优先权日1992年6月24日
发明者王军 申请人:王军