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国内电力产业迅猛发展!环形绕线机绕线张力的分析

时间:2022-01-01     【转载】

  全自动绕线机:随着国内电力行业的快速发展,对电流互感器线圈的需求日益增加,开发电流互感器线圈绕线设备迫在眉睫。为了满足市场需求,我们在参考进口设备的基础上,开发了一种电流互感器环形线圈绕线机。在设计和试验过程中,我们发现绕线机设计的关键在于卷绕张力的控制。


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  该自动绕线机由机架、放线机构、卷绕头、包带头、夹紧装置和控制系统组成。


  环形绕线机;自动绕线机;


  1.圆形绕线机的工作原理


  首先将导线均匀地缠绕在储线环上,然后用梭子将缠绕在储线环上的导线缠绕在骨架上,伺服电机带动骨架旋转,使导线均匀地排列在骨架上,然后将胶带通过储线环缠绕在骨架上再缠绕。


  2.卷绕张力分析


  通过我们不断的实践,我们发现在绕线的整个过程中,用适当的力将导线拉紧缠绕在机架上是影响绕线质量的关键,所以下面我们就来重点介绍一下影响绕线张力的因素。


  1.梭子旋转部分的研磨扭矩


  2.线轴部分(包括缠绕在线轴上的导线)的加速度变化引起的惯性力矩。


  摩擦扭矩的主要部分由张力机构产生,张力机构停止线轴的放线运动并拉紧线,从而产生卷绕张力。


  由于卷绕环形面及其在卷绕齿轮中偏离中心位置的影响,即使在匀速卷绕时,筒管的运动速度也小而均匀,产生加速度引起的惯性矩,影响卷绕张力。


  线轴的移动速度可以看作是由两个速度组成:一个是速度Vo等于绕线齿轮上滑轮的速度,另一个是线轴放出的线量的速度,前者是常数,后者计算如下(见图1)


  圆形绕线机1的卷绕张力分析


  因此,为了降低梭子加速度,要求:


  1.骨架轮廓h应小,轮廓应尽可能靠近缠绕齿轮的中心,即1值小。


  2.梭子的扁平直径r应尽可能小。


  3.卷绕速度ω不应过高(这与提高生产效率相反)。


  山梭速度Vx和加速度а的近似曲线用图解法得到,如图2和图3所示:


  圆形绕线机卷绕张力分析2


  1.当卷绕齿轮上的小滑轮处于0位置时,线轴的速度等于小滑轮的速度V0,当а从0到60时,线轴速度逐渐加速,此时有一个正加速度。=600-180`),梭子匀速运动,速度为Vm>Vo。当а=180~263时,梭速逐渐降低。此时存在负加速度a=263,梭子速度等于滑轮速度V,当а=263~345时,梭子速度继续降低,即低于V,存在负加速度。当а=345时,梭速为负加速度。


  2.当绕线齿轮匀速转动时,梭子速度将为零,因此摩擦张紧机构始终起制动作用,保持线材绷紧。


  3.如果Vp是梭子的平均线速度;Vo是缠绕齿轮上滑轮的线速度;l是电位计导体圆的俄罗斯周长,那么


  4.当卷绕速度ω不大时:线轴的平径R小,电位器的廓形尺寸H也小,当廓形尽可能靠近卷绕齿轮中心时,加速度的变化小而大,加速度引起的转动惯量小得多,所以影响卷绕张力的主要因素是摩擦力矩。


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  我们利用凸轮来控制绕线机上的摩擦张力,以克服速度变化的影响。实践证明没有效果。相反,机构复杂,制造调整不方便。通过张力分析,设计应考虑:


  1.尽量减小缠绕齿轮和线轴的直径。


  2.梭子及其传动部件的转动惯量应尽可能小。


  3.张力机构产生的摩擦力矩应稳定。


  4.机床的启动和旋转应平稳。