[发明专利]一种生产磁体用异形超导电缆的装置及方法

权利要求书

1.一种生产磁体用异形超导电缆的装置，包括依次排布的内撑芯固定架（20）、绞笼（7）、由上、下紧压轮组成的紧压模（13）、电缆校直机（15）、绝缘带材绕包机（16）、履带牵引机（17）、收排线控制机（18）、收线盘（19）；绞笼包括绞笼主轴（22），绞笼主轴（22）上安装有绞笼放线架（8），绞笼放线架（8）上安装有与绞笼主轴（22）相配合的绞笼放线盘（21），其特征在于：绞笼主轴（22）中设有内撑芯（11），内撑芯（11）的后端与内撑芯固定架（20）相连，内撑芯（11）的前端区域中从后至前依次为固定区（1）、用于调整小分线环前后位置的小分线环安装区（2）、超导股线绞入区（3）、超导股线稳定区（4）、超导股线变形过渡区（5）、超导股线变形稳定成型区(6)，所述超导股线变形稳定成型区(6)在内撑芯的最前端；固定区（1）的末端、中段通过轴承固定于绞笼主轴（22）内，小分线环安装区（2）上安装有小分线环（12），超导股线变形稳定成型区(6)的中心轴线与紧压模（13）的上、下紧压轮之间的缝隙处于同一水平面；固定区（1）的外径为内撑芯与绞笼配合的轴承内径；小分线环安装区的外径为与小分线环相配轴承的内径，小分线环安装区的长度为80-115mm，超导股线绞入区（3）的直径逐渐缩小，缩小倾斜角度α为5-6度；超导股线稳定区的直径d=n*d1*l/3.14- d1+（0.2-0.3）mm，其中n为超导股线绞合根数、d1为超导股线的直径、l为超导股线绞入系数，超导股线稳定区的长度为18-25mm，超导股线变形过渡区角度主视直径逐渐角β、俯视直径逐渐角θ分别为4.5-6度、2-3度；超导股线变形稳定成型区长度b、宽度h、厚度e分别为11-14mm、(n*d1*l)/2- d1mm、1.1-1.4 mm，其中n为超导股线绞合根数、d1为超导股线的直径、l为超导股线绞入系数。

2.一种采用如权利要求1所述装置生产磁体用异形超导电缆的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

A：线芯复倒：按照长度要求将超导股线复倒于绞笼配用盘具，复倒中张力均匀，逐层均匀排线，复倒机放线为主动放线，在放线与收排线间设置张力检测反馈装置，控制放线速度，控制放线张力，张力值控制在18-20N，排线采用丝杆排线；

B：上盘及放线张力调整：将复倒好的线盘按照绞合根数放置到绞笼中的绞笼放线架上，各线盘应均匀分布到绞笼上，超导股线从放线盘放出后经大、小分线环等分穿出，且每根超导股线从绞笼的大、小分线环中穿出的位置相对应，并调整放线张力值，张力值设定在20-25N；绞笼为完全退扭结构，绞笼主轴（22）跳动不大于0.1mm，放线张力采用磁粉张力，实时张力值在操作台主屏上显示，整个绞笼转动时放线张力按照主屏上的显示值随时调节；

C：绞合：在内撑芯（11）上安装大分线环、小分线环，调整紧压模，将所有超导股线从大、小分线环等分穿出并通过紧压模后与引线绑接；绞笼转动时内撑芯不转动，小分线环固定在内撑芯上能够前后调整，以调整绞合时超导股线缠绕在内撑芯上的位置，以实现超导股线在内撑芯上均匀平稳的向紧压模过渡，内撑芯固定不动，小分线环转动；紧压模由上下两个紧压轮组成，紧压轮由齿轮传动实现主动紧压；

D：紧压成型：启动履带牵引机，使引线保持张紧，然后启动紧压轮（24），并逐步缩小两个紧压轮的间距直至压紧超导绞合股线、调整紧压轮与履带牵引之间的张力保持在130-150N，紧接着启动绞笼，根据异形超导缆的节距的要求来调整主动紧压轮、绞笼的转速，根据异形超导缆的设计结构尺寸对两个紧压轮的间距进行微调，使紧压后的异形超导缆的结构尺寸满足要求；根据紧压后各超导股线绞合排列的情况，可随时停机，对内撑芯端部与紧压模的间距进行微调，使成型后的电缆应立即进入紧压轮进行紧压且绞合后超导电缆表面平整、各超导股线排列规则，超导股线应无跳线、压伤；履带牵引由设在紧压轮与履带牵引机之间绞合的超导电缆上的张力传感器（23）进行控制，当张力值超过或小于设定值时，履带牵引机进行降速或加速，保证张力值在设定的范围之间；

E：校直：调整电缆校直机，使电缆校直机上、下整形轮轮面逐步接近异形超导缆的上、下面，以将电缆调整到一条直线上为准；

F：绕包绝缘带：按照规定的绕包节距范围调整绝缘带材绕包机的转速，绕包平整紧密；为降低绕包带材时引起异形超导电缆的晃动，采用半切式绕包方式，绝缘绕包机上的绕包模具孔形应与异形超导电缆的形状一致，防止绕包时超导电缆晃动，绕包模具的尺寸比线材尺寸大0.5-0.7mm；

G：收线：为保证绕包绝缘带的异形超导电缆能够平整、紧密的收装到收线盘中，收线方式为盘动式收线，被收的线材不动，收线盘在收排线控制机的控制下左右摆动，收线张力由安装在收排线控制机内的超声波张力控制装置进行控制，其原理是采用超声波通过测量电缆的垂度来测量电缆的张力，并通过反馈控制收线张力，以达到恒张力收线的目的，通过上述步骤即生产出磁体用异形超导电缆。