[发明专利]一种多层嵌套式螺线管线圈的绕制方法

说明书

本发明公开了一种多层嵌套式螺线管线圈的绕制方法，包括以下步骤：S1：对螺线管骨架进行装夹；S2：在螺线管骨架表面加工绕线线槽标记；S3：在螺线管骨架表面涂抹快干型胶水；S4：利用数控机床或人工操作在螺线管骨架上进行线圈绕制，使之以设计的轨迹进行绕线，在线材与螺线管骨架接触的同时，快干胶可以使线材与螺线管骨架表面可靠粘接，直至完成一层线材的绕制；S5：使用玻璃纤维包裹线圈表面，并采用快干型环氧树脂进行表面浸渍；S6：环氧树脂固化；S7：骨架修剪；S8：重复步骤二～步骤七。该发明中的绕制方法适用于低温超导线圈绕制领域、高温超导线圈绕制领域和常规导体线圈绕制领域，能够满足多领域普及使用的问题。

技术领域

本发明涉及线圈绕制方法技术领域，具体为一种多层嵌套式螺线管线圈的绕制方法。

背景技术

随着科学界对磁场的深入认识，越来越多的异性线圈被设计用于各种不同的工况中，其产生的特殊磁场场形刚好适用于大科学装置中特定用途，如加速器偏转二极铁磁场系统(LHC)、四极铁磁场系统以及性能测试用特殊背景磁场系统等。

随着此类科学装置用特殊磁场场形的需求，其使用工况也对线圈的性能和结构尺寸及精度提出了特殊的要求。直筒或弯曲的圆柱形线圈的设计场形可以很好的满足加速器中需要的二极磁铁、四极磁铁等，但在工程化设计中，对于绕线线槽的尺寸和位置精度要求很高，常规方法是采用超高精度的加工设备加工内外整体骨架并分别进行绕线，或加工多段内外骨架和线槽并进行拼接，整体拼接完成后再进行绕线，内外骨架绕线完成后进行内外线圈组装，且多段拼接结构由于其结构形式限定仅适用于特定情况下。在实际大批量生产中时，常规方法的生产成本很高，工序较为复杂，同时装配过程中无法准确保证绕线线槽的尺寸和位置精度。并且常规方法一般只适用于一种线圈绕制领域，无法进行多领域的普及使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多层嵌套式螺线管线圈的绕制方法，以解决上述背景技术中提出在实际大批量生产中时，常规方法的生产成本很高，工序较为复杂，同时装配过程中无法准确保证绕线线槽的尺寸和位置精度。并且常规方法一般只适用于一种线圈绕制领域，无法进行多领域的普及使用的问题。

为了解决此问题，可以采用整体骨架并利用数控机床进行绕线，由于此方法只需要对骨架进行标记，可以有效的降低对加工设备的要求，利用一次装夹方式保证内外线圈的装配精度，多次绕制和加工保证足够的线圈安匝数。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多层嵌套式螺线管线圈的绕制方法，包括以下步骤：

S1：采用工装夹具将螺线管骨架安装在数控机床上，标记绕线线槽位置；

S2：利用数控机床的数控加工系统加工被标记的绕线线槽位置；

S3：在螺线管骨架表面涂抹快干型胶水；

S4：使用数控机床的数控绕线系统进行第一线圈的线材绕制，绕制完成后进行检查，确保线材位置与标记位置重合，在线材与螺线管骨架接触的同时，快干型胶水可以使线材与螺线管骨架表面可靠粘接，直至完成一层线材的绕制，构成第一线圈；

S5；使用玻璃纤维包裹第一线圈表面，并采用快干型环氧树脂进行表面浸渍；

S6：对螺线管骨架和快干型环氧树脂进行加热，直至螺线管骨架和快干型环氧树脂完全固化；

S7：利用数控机床对第一线圈的螺线管骨架进行加工修剪，加工完成后，即对第一线圈表面进行了整形，使其恢复了原有的尺寸；

S8：在螺线管骨架外侧的快干型环氧树脂基础上再次重复S2-S7过程，构成第二线圈，最终实现整个螺线管线圈的制作。

进一步而言，所述螺线管骨架由环氧树脂或金属材料制成，且所述螺线管骨架的形状为弯曲圆柱体或直筒圆柱体。