一种用于大型变压器线圈绕制后的轴向压紧装置制造方法
【专利摘要】本发明是一种用于大型变压器线圈绕制后的轴向压紧装置，该装置通过由油缸代替丝杠来解决设备大行程问题，因为油缸具有较好的刚度和强度。设备平行度通过滚动光栅作为位移传感器进行位置控制，将位置精度通过控制系统反馈到电液伺服阀，从而实现四套油缸的高精度同步控制。该装置整体结构新颖独特、外形简洁美观、占地空间小等特点。线圈压制后高度精确、压力值准确，线圈压制过程安全可靠，可确保线圈绝缘完好。特别适合高压及特高压线圈的压制。
【专利说明】一种用于大型变压器线圈绕制后的轴向压紧装置
【技术领域】
[0001]本发明是一种用于大型变压器线圈绕制后的轴向压紧装置，属于机电设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在大型变压器制作工艺中，如交流110KVA、220KVA、500KVA，直至1000KVA和直流800KVA及大容量电抗器等大型变压器，这些大型变压器线圈的尺寸、自重都较大，一般直径在0.5m?3m，自重有5t?50t，轴向压紧时压紧力一般为IOOkN?4200kN。
[0003]在变压器制作过程中有一道轴向压紧工序，即:缠绕好铜线的变压器线圈需要轴向压紧，在压紧过程中对变压器线圈的压紧力、轴向压紧尺寸及设备两台面间位置的平行度都有很高的要求。
[0004]传统的线圈压紧设备一般分三层(上压板、下压板和活动压板)框架结构。中间四个丝杠带动活动压板做快速运动，一个油缸顶起下压板或压下活动压板对线圈进行压制。这种设备的缺点是由于丝杠本身刚度影响，设备行程较小(一般不超过2m)，设备活动压板和下压板间平行精度低，且不易实现闭环控制。由于线圈是单缸加压，位置摆放要求较严格，因此设备不能适应较大偏载。油缸数量少或尺寸较小导致压制吨位小，一般不超过2500kN。
【发明内容】
[0005]本发明正是针对上述现有产品存在的不足而设计提供了一种用于大型变压器线圈绕制后的轴向压紧装置，其目的是实现对大尺寸、大吨位线圈进行压制，并且具有较大的行程、位置精度和压力精度。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0007]该种用于大型变压器线圈绕制后的轴向压紧装置，其特征在于:该装置包括矩形的下平台(10)和上平台(1)，上平台(I)下部安装有施压平台(3)，在下平台(10)和上平台(I)之间连接四个油缸(8)，四个油缸(8)对称分布在下平台(10)和上平台(I)的四个直角位置处，四个油缸(8)的活塞杆的行程最大为3m，四个油缸(8)的压力和为50kN?4500kN，每个油缸⑶的缸筒通过连接板(15)与导向柱⑷的导套(7)连接；
[0008]在每个油缸(8)的活塞杆与缸筒上端的接合位置设置用于测量活塞杆位移的滚动光栅(5)，在每个油缸(8)的的底部设置用于控制油缸(8)内液压油的压力和流量的电液伺服阀(11)和用于检测油缸⑶内液压油的压力的压力传感器(12)，滚动光栅(5)和压力传感器(12)的采集数据传输到控制装置(2)，控制装置(2)通过对电液伺服阀(11)的控制实现对每个油缸(8)的伺服控制。
[0009]本发明的技术解决方案是:
[0010]1、传统的线圈压紧设备由于采用丝杠形式以及单缸加压的方式，其设备刚性及压制吨位从结构上就无法满足大吨位线圈的压制工艺。本发明装置通过由油缸代替丝杠来解决设备大行程问题，因为油缸具有较好的刚度和强度。设备平行度通过滚动光栅作为位移传感器进行位置控制，将位置精度通过控制系统反馈到电液伺服阀，从而实现四套油缸的高精度同步控制。
[0011]2、通过增加油缸的数量以及系统压力来提高设备的压制吨位，压力精度依靠高精度压力传感器时时检测。
[0012]3、采用油缸代替丝杠，用滚动光栅代替直线光栅，将上压板和活动压板合并为活动平台。通过连接板固连油缸和导套提高导向系统刚性。
[0013]本发明的优点是: [0014]1、设备压制吨位大，压力精度高
[0015]2、设备行程大，位置精度高
[0016]3、设备整体结构新颖独特，外形简洁美观，占地空间小【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1本发明整体结构示意图
[0018]图2油缸集成块示意图
[0019]图3滚动光栅的安装示意图
[0020]图4导向机构示意图
【具体实施方式】
[0021]以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述:
[0022]参见附图1~4所示，该种用于大型变压器线圈绕制后的轴向压紧装置，其特征在于:该装置包括矩形的下平台10和上平台1，下平台10安装在地基基础内，通过地脚与地基固连，上平台I下部安装有施压平台3，在下平台10和上平台I之间连接四个油缸8，四个油缸8对称分布在下平台10和上平台I的四个直角位置处，每个油缸8通过高强度螺栓和法兰16与下平台10固定，四个油缸8的活塞杆的行程最大为3m，该装置额定压力设计为26MPa，四个油缸8的压力和为50kN~4500kN，每个油缸8的缸筒通过连接板15与导向柱4的导套7连接，导套7与油缸8相邻，导套7内设计有上、下两层耐磨铜套。导柱4与铜套间有一定的间隙，可减小导套7与导柱4的摩擦力，避免导柱4卡死。油缸8与导套7之间通过连接板15固连，这种方式增加了导向系统的整体刚性。
[0023]在每个油缸8的活塞杆与缸筒上端的接合位置设置用于测量活塞杆位移的滚动光栅5，在每个油缸8的的底部设置用于控制油缸8内液压油的压力和流量的电液伺服阀11和用于检测油缸8内液压油的压力的压力传感器12，压力传感器12的分辨率为2%?，所以本装置压力精度可以控制在±2%以下，远高于其它同类型的设备，高位置精度和压力精度对线圈6压制质量起到了关键支撑作用。
[0024]滚动光栅5和压力传感器12的采集数据传输到控制装置2，控制装置2通过对电液伺服阀11的控制实现对每个油缸8的伺服控制。滚动光栅5和电液伺服阀11安装在油缸8的头尾两端形成一个闭环用于对油缸8的伺服控制。通过对油缸8的闭环控制保证施压平台3在运行过程中对下平台10的平行度精度的要求。为保证滚动光栅5在与油缸8活塞杆相对运动过程中不会由于油缸8的震动而对其产生损伤，滚动光栅5安装时设计有弹性调整机构，用于保护滚动光栅5不易损坏。该装置中上平台1、施压平台3与下平台10结构类似，这三个零件均为大型焊接件，通过焊后高温退火处理以减小焊接应力变形，再通过机加工保证其工作面精度。油缸8活塞杆与导柱7通过圆螺母14与上平台I进行固定。为防止圆螺母14松动，其上面再设计有一锁紧螺母13作为防松，以保证设备在运行过程中的安全性及精度要求。
[0025]在下平台10上设置有导轨，运输平车9通过导轨将线圈6运送到下平台10的中心位置的压制区域，利用油缸8通过上平台I下部的施压平台3对线圈6进行压制。运输平车9是该设备的配套运输设备，主要用于在线圈6压制工序中将线圈6送进和送出压制区域。车身圆盘上设计有同心圆位置线，帮助操作人员在吊装线圈6时尽量减小偏心。一般运输平车9额定负载为15-50T，台面直径为0 2-3.6m。
[0026]该设备可实现较大的行程及较高的位置精度，油缸8的运动速度通过控制装置2对油缸8底部的电液伺服阀11进行控制，油缸8的位置精度由缸头安装的滚动光栅5进行控制。油缸8运动时，滚动光栅5采集数据时时反馈到控制装置2，控制装置2再通过电液伺服阀11控制油缸8运行的同步性。由于滚动光栅5的工作原理决定，本装置可实现较大行程和较高位置精度。
[0027]由于用油缸8代替了丝杠，消除了丝杠润滑对设备外观的影响。同时上平台I替代了传统设备中的上压板和活动压板，与传统设备相比，使得即使很大行程的设备在非工作状态时所占空间也很小。
[0028]本装置将原有设备布置在活动压板上的控制线及液压管路全部安装在下平台下方的地基基础内，使装置整体结构新颖独特，外形简洁美观，占地空间小等特点。
[0029]本发明的安装调整过程需要按一定的步骤进行。首先，需要将下平台10安装在地基内，调平后精度达到0.lmm/m。将下平台10与预埋地脚螺栓固连在一起。固定好下平台10后将四根油缸8分别安装在下平台10指定孔位，调整油缸8活塞杆对下平台10的垂直度达到0.15mm/m,并通过高强度螺栓及法兰16将油缸8固定在下平台10上。接下来安装导套7，通过高强度螺栓与下平台10固连。根据导套7位置安装导柱4及连接板15，导柱4与下平台10的垂直度不需要严格控制。最后吊装上平台1，将上平台I八个孔位与四根油缸8活塞杆、四根导柱4对正后就位。再将圆螺母14及锁紧螺母13旋紧到指定位置。最后将轨道运输车9安装就位，可以实现线圈6进出压制区域。
[0030]本发明中四柱下拉式数控线圈压床结构合理，外形美观，占地空间小。线圈6压制后高度精确，压力值准确。允许线圈6摆放存在一定程度的偏心，同时可以实现多个同样的线圈6 —起压制或多个线圈6套装后压制，从而提高效率。线圈6压制过程安全可靠，可完全满足高压及特高压线圈6的压制工艺需求。
【权利要求】
1.一种用于大型变压器线圈绕制后的轴向压紧装置，其特征在于:该装置包括矩形的下平台(10)和上平台(1)，上平台(I)下部安装有施压平台(3)，在下平台(10)和上平台(I)之间连接四个油缸⑶，四个油缸⑶对称分布在下平台(10)和上平台⑴的四个直角位置处，四个油缸(8)的活塞杆的行程最大为3m，四个油缸(8)的压力和为50kN?4500kN，每个油缸(8)的缸筒通过连接板(15)与导向柱(4)的导套(7)连接； 在每个油缸(8)的活塞杆与缸筒上端的接合位置设置用于测量活塞杆位移的滚动光栅(5)，在每个油缸(8)的的底部设置用于控制油缸(8)内液压油的压力和流量的电液伺服阀(11)和用于检测油缸⑶内液压油的压力的压力传感器(12)，滚动光栅(5)和压力传感器(12)的采集数据传输到控制装置(2)，控制装置(2)通过对电液伺服阀(11)的控制实现对每个油缸(8)的伺服控制。
2.根据权利要求1所述的用于大型变压器线圈绕制后的轴向压紧装置，其特征在于:在下平台(10)上设置有导轨，运输平车(9)通过导轨将线圈(6)运送到下平台(10)的中心位置的压制区域，利用油缸(8)通过上平台(I)下部的施压平台(3)对线圈(6)进行压制。
【文档编号】H01F41/06GK103700487SQ201310690003
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】路伟光, 马玉龙, 赵宪芳, 陈彪, 姜新生, 尚君星 申请人:中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所