[发明专利]一种用于含内凹面双弧形超导线圈的绕制装置

权利要求书

1.一种用于含内凹面双弧形超导线圈的绕制装置，其特征在于：所述的绕制装置包括绕制支架(2)、绕制支架螺杆(1)、绕制环氧挡板(5)、固化夹具杆(3)、固化夹具短杆(6)、上曲面夹具(4)、下曲面夹具(8)、固化环氧挡板(7)、线圈骨架(10)和辅助线圈骨架(11)；

所述线圈骨架(10)呈弧形，其两个长边侧的左中右位置处各有三个梯形豁口，左右两个豁口为倒梯形，在线圈骨架(10)的下边线处有开口；中间豁口为正梯形，在线圈骨架(10)上边线处有开口；线圈骨架(10)的两侧各开有一个圆形通孔；

所述绕制环氧挡板(5)为对称中空结构，呈“橄榄球形”，其中一侧左边部分加工有进出线槽，槽边线与绕制环氧挡板(5)边线的夹角为15°，进出线槽槽底部呈斜坡形，坡度为14°；绕制环氧挡板(5)中间位置上部有半圆形槽，中间位置的下部有梯形凸起；

所述辅助线圈骨架(11)两短边侧有圆弧形内凹表面，绕制支架(2)的两边开有圆形通孔和倒梯形豁口，圆形通孔位于倒梯形豁口的外侧；上曲面夹具(4)为圆弧形，左中右位置各开有一个弧形槽；下曲面夹具(8)为圆弧形，中间位置开有弧形槽；固化环氧挡板(7)为圆弧形，上侧有两个倒梯形凸起；固化夹具杆(3)的两端开有圆形通孔，固化夹具短杆(6)为圆环形中空结构；

含内凹面双弧形超导线圈的绕制分为绕线和固化两个阶段，在这两个阶段，装置的结构不同；

在绕线阶段，辅助线圈骨架(11)位于线圈骨架(10)的下侧，线圈骨架(10)两个短边侧圆弧形凸起部分和辅助线圈骨架(11)两个短边侧圆弧形凹陷部分为同轴配合，形成连续的“橄榄球形”绕线曲面；两个绕制环氧挡板(5)分别位于“橄榄球形”绕线曲面长边的两侧，与“橄榄球形”绕线曲面形成超导线的嵌线空间；两个绕制支架(2)分别位于绕制环氧挡板(5)的外侧，绕制支架(2)两侧的通孔与线圈骨架(10)两侧的通孔为同轴配合；两个绕制支架螺杆(1)依次穿过绕制支架(2)两侧的通孔、绕制环氧挡板(5)的中空结构和线圈骨架(10)两侧的通孔，通过四个螺母对绕制支架(2)、绕制环氧挡板(5)、线圈骨架(10)和辅助线圈骨架(11)形成的组合结构进行固定；绕制支架(2)的可加持部分固定在常规绕线机的转盘上；

在固化阶段，辅助线圈骨架(11)被去除，两个固化环氧挡板(7)分别位于线圈骨架(10)两个长边侧的下部，并通过两个倒梯形凸起和线圈骨架(10)左右两个倒梯形豁口相互配合；下曲面夹具(8)位于重新塑形后的线圈的下部和两个固化环氧挡板(7)的中间；上曲面夹具(4)位于线圈的上侧和两个绕制环氧挡板(5)的中间；三个固化夹具杆(3)分别位于上曲面夹具(4)上部的左边、中间和右边位置，并与上曲面夹具(4)的三个弧形沟槽为同轴配合；一个固化夹具杆(3)位于下曲面夹具(8)下部的中间位置，并与下曲面夹具(8)中间的弧形沟槽为同轴配合；两个固化夹具短杆(6)分别位于两个绕制支架(2)的外侧，绕制支架(2)的长杆部分穿过固化夹具短杆(6)的中空结构；两个固化夹具短杆(6)通过螺钉分别把中间两个固化夹具杆(3)的两侧连接起来，形成约束。

2.根据权利要求1所述的绕制装置，其特征在于，所述的绕制装置绕制含内凹面双弧形超导线圈的步骤如下：

(1)绕线阶段：先由线圈骨架(10)和辅助线圈骨架(11)组合形成一个“橄榄球形”绕线曲面，再由两个绕制环氧挡板(5)、两个绕制支架(2)和两个绕制支架螺杆(1)在该绕线曲面长边两侧进行约束固定，形成超导线的嵌线空间；将绕制支架(2)的可加持部分固定在常规绕线机的转盘上，利用绕线机按照常规的绕线方法进行绕制；每绕完一层后在线圈表面均匀涂抹环氧树脂，接着再绕下一层，直至绕完设计的绕线层数；

(2)固化阶段：在绕线阶段完成的“橄榄球形”线圈表面均匀涂抹环氧树脂，并铺上一层玻璃丝布；利用上曲面夹具(4)和两个固化夹具杆(3)对线圈上部和两侧短边进行固定，防止线圈散开；再去除辅助线圈骨架(11)，利用固化环氧挡板(7)、下曲面夹具(8)、固化夹具短杆(6)对线圈下侧部分重新塑形；重新塑形时，先在线圈骨架(10)两侧加上固化环氧挡板(7)，接着利用下曲面夹具(8)使线圈的下部贴合在线圈骨架(10)下侧内凹表面，接着用固化夹具短杆(6)对上曲面夹具(4)和下曲面夹具(8)加力固定，使线圈下部和线圈骨架(10)下侧内凹表面更加紧密贴合；最后利用绕线机对重新塑形后的线圈进行旋转，完成固化成型。