一种超大螺旋跨匝线圈绕组绝缘包绕的拉开落模成型设备的制作方法

1.本实用新型涉及超导模型线圈的加工技术领域，特别涉及一种超大螺旋跨匝线圈绕组绝缘包绕的拉开落模成型设备。


背景技术：

2.在中国聚变工程试验堆(cfetr)的概念设计阶段，为了将来正确设计和顺利加工其中心螺线管(cs)线圈，设计了一个由nb3sn内线圈和nb、ti外线圈组成的模型线圈。采用线电流模型和后期数据处理的方法对其磁场做了精确计算，解决了线电流模型不能计算导线内部磁场的问题，在此基础上计算了线圈的电感和电磁应力等参数。
3.关于csmc(中心螺管模型线圈)中经热处理后的nb3sn内外线圈绕组需要进行逐层拉开空间后再进行导体外表面绝缘包绕，其nb3sn内外线圈的尺寸参数为铠甲材料：316ln ss，nb3sn内线圈和外线圈结构形式一样，为饼式线圈，饼间由内/外侧跨饼s弯交替连接，其径向/轴向匝数为4/32，总匝数为120，内线圈半径为745mm到976.2mm，外线圈半径为948.8mm到1180mm，主体高度可达1650mm。传统设备无法实现该特殊工况的绝缘包绕需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种超大螺旋跨匝线圈绕组绝缘包绕的拉开落模成型设备。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
6.一种超大螺旋跨匝线圈绕组绝缘包绕的拉开落模成型设备，包括支撑门架、上部支撑平台、下部落模平台、线圈吊装平行机构、内伸缩平台机构、外伸缩平台机构、线圈拉开旋转机架、线圈支撑内靠模、线圈支撑外靠模、下平台辅助支撑机构、上平台辅助支撑机构和电动升降机；
7.其中，所述的支撑门架下方连接所述的电动升降机，支撑门架上端连接上平台辅助支撑机构，所述的上部支撑平台下方连接所述线圈吊装平行机构，所述上部支撑平台四周均分连接限位滚轮机构，四组限位滚轮机构接触所述的上平台辅助支撑机构，所述的线圈吊装平行机构内部支撑超导线圈绕组，所述上平台辅助支撑机构下端连接外伸缩平台机构，外伸缩平台机构之间连接斜拉支撑一，所述下部落模平台的上平面均分安装六组线圈支撑内靠模和线圈支撑外靠模，所述的线圈支撑外靠模之间连接有斜拉支撑二，所述下部落模平台中心安装有线圈拉开旋转机架，所述的线圈拉开旋转机架上部安装有外伸缩平台机构，所述的下部落模平台均分安装有四组预紧滚轮机构，且该四组预紧滚轮机构对称接触竖直支撑靠架一和限位支撑靠架一；所述的下部落模平台均分连接有钢丝绳，所述的钢丝绳经由四组拉升机构支撑，钢丝绳的另一端连接电动升降机，拉升机构安装在地面上。
8.在进一步的技术方案中，所述的线圈支撑内靠模和线圈支撑外靠模采用六组分层安装结构，且每两饼线圈为一次安装基础。
9.在进一步的技术方案中，所述上部支撑平台与下部落模平台采用四组联动电动升降机拉拽实现平台运动行程，且上部支撑平台与下部落模平台的运行方向连接限位滚轮机构和预紧滚轮机构，以便运动平稳动态可补偿。
10.在进一步的技术方案中，所述的线圈吊装平行机构采用分层安装支撑拉开超导线圈绕组，以便逐层旋转释放单饼不同匝数的导体。
11.在进一步的技术方案中，所述的线圈拉开旋转机架采用六组螺旋机构回转拉开分层导体线圈。
12.在进一步的技术方案中，所述的内伸缩平台机构和外伸缩平台机构可实现单饼线圈不同匝数之间的连续同步支撑，以实现多匝线圈依次释放拉开。
13.在进一步的技术方案中，所述的下部落模平台采用四组拉升机构辅助支撑实现运动。
14.在进一步的技术方案中，所述的上平台辅助支撑机构与竖直支撑靠架一及限位支撑靠架一上均设置销孔，所述的销孔中安装有销柱用以实现上部支撑平台与下部落模平台的等高限位。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：
16.本实用新型提供的超大螺旋跨匝线圈绕组绝缘包绕的拉开落模成型设备，可直接完成cfetr中心螺管模型线圈(csmc)中经热处理后的nb3sn内外线圈绕组导体逐层拉开落模，弥补了国内大尺寸、特殊成型结构的超导磁体线圈无法实施拉开包绝缘后重新入模的实施思路，且该设备可以完成保证落模后的磁体线圈满足特殊的尺寸精度及不会导致导体的截面变形，设备使用方便，并适合类似结构磁体线圈的工况使用。
17.本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
附图说明
18.图1示出为本实用新型提供的一种超大螺旋跨匝线圈绕组绝缘包绕的拉开落模成型设备的结构示意图；
19.图2示出为本实用新型中超大螺旋跨匝线圈绕组绝缘包绕的拉开落模成型设备的横向剖视图；
20.图3示出为本实用新型中限位滚轮机构的示意图；
21.图4示出为本实用新型中下平台辅助支撑机构的示意图；
22.图5示出为本实用新型中线圈拉开旋转机架的示意图；
23.图中标号说明：1
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支撑门架，2
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上部支撑平台，3
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下部落模平台，4
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线圈吊装平行机构，5
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内伸缩平台机构，6
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外伸缩平台机构，7
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线圈拉开旋转机架，8
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线圈支撑内靠模，9
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线圈支撑外靠模，10
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下平台辅助支撑机构，11
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上平台辅助支撑机构，12
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电动升降机，13
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限位滚轮机构，14
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超导线圈绕组，15
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斜拉支撑一，16
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斜拉支撑二，17
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预紧滚轮机构，18
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竖直支撑靠架一，19
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限位支撑靠架一，20
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钢丝绳，21
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拉升机构。
具体实施方式
24.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐明本实用新型。
25.需要说明的是，在本实用新型中，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
27.结合图1
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5所示，本实用新型提供了一种超大螺旋跨匝线圈绕组绝缘包绕的拉开落模成型设备，所述的成型设备包括支撑门架1、上部支撑平台2、下部落模平台3、线圈吊装平行机构4、内伸缩平台机构5、外伸缩平台机构6、线圈拉开旋转机架7、线圈支撑内靠模8、线圈支撑外靠模9、下平台辅助支撑机构10、上平台辅助支撑机构11和电动升降机12；
28.其中，所述的支撑门架1下方连接所述的电动升降机12，支撑门架1上端连接上平台辅助支撑机构11，
29.所述的上部支撑平台2下方连接所述线圈吊装平行机构4，所述上部支撑平台2四周均分连接限位滚轮机构13，四组限位滚轮机构13接触所述的上平台辅助支撑机构11，所述的线圈吊装平行机构4内部支撑超导线圈绕组，所述上平台辅助支撑机构11下端连接外伸缩平台机构6，外伸缩平台机构6之间连接斜拉支撑一15，
30.所述下部落模平台3的上平面均分安装六组线圈支撑内靠模8和线圈支撑外靠模9，所述的线圈支撑外靠模9之间连接有斜拉支撑二16，通过线圈支撑内靠模8和线圈支撑外靠模9可约束落模超导线圈满足设计形状尺寸，且每组靠模之间通过斜拉支撑二16增加约束抵抗力。
31.所述下部落模平台3中心安装有线圈拉开旋转机架7，所述的线圈拉开旋转机架7上部安装有外伸缩平台机构6，所述的下部落模平台3均分安装有四组预紧滚轮机构17，且该四组预紧滚轮机构17对称接触竖直支撑靠架一18和限位支撑靠架一19；所述的下部落模平台3均分连接有钢丝绳20，所述的钢丝绳20经由四组拉升机构21支撑，钢丝绳20的另一端连接电动升降机12，拉升机构21安装在地面上。
32.进一步的，本实用新型中，所述的线圈支撑内靠模8和线圈支撑外靠模9采用六组分层安装结构，且每两饼线圈为一次安装基础。
33.所述上部支撑平台2与下部落模平台3采用四组联动电动升降机12拉拽实现平台运动行程，且上部支撑平台2与下部落模平台3的运行方向连接限位滚轮机构13和预紧滚轮机构17，以便运动平稳动态可补偿。
34.所述的线圈吊装平行机构4采用分层安装支撑拉开超导线圈绕组，以便逐层旋转释放单饼不同匝数的导体。
35.所述的线圈拉开旋转机架7采用六组螺旋机构回转拉开分层导体线圈，具体的，其拉开空间满足线圈手工包绕绝缘体。
36.所述的内伸缩平台机构5和外伸缩平台机构6可实现单饼线圈不同匝数之间的连续同步支撑，以实现多匝线圈依次释放拉开。
37.所述的下部落模平台3采用四组拉升机构21辅助支撑实现运动，如此可均分下部落模平台3拉拽承载支撑力。
38.所述的上平台辅助支撑机构11与竖直支撑靠架一18及限位支撑靠架一19上均设置销孔，所述的销孔中安装有销柱用以实现上部支撑平台2与下部落模平台3的等高限位，增加设备的安全性。
39.本实用新型提供的拉开落模成型设备，其操作过程为：
40.上部支撑平台2在运行过程采用单层匀速下降停顿，然后线圈拉开旋转机架7回转拉开线圈绕组进行手工包绕绝缘体，接着下部落模平台3上安装线圈支撑内外靠模紧贴线圈绕组，每两层实现匀速下降一个靠模高度，依次实现设备运转。
41.本实用新型提供的成型设备中，电动控制与机械结构实现联调与反馈控制传感器连接。
42.所述的上支撑平台2与下部落模平台3依次匀速降低，停顿且升降高度达1700mm，速度0～15mm/s无级可调。
43.所述的线圈拉开旋转机架7匀速回转，且旋转机架内支撑相邻间距满足150
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300mm高度可调；此外，所述的线圈拉开旋转机架7满足行进速度0～15mm/s无级可调，设置运行暂停和继续运行按钮。
44.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的特点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。