[发明专利]一种用于含内凹面双弧形超导线圈的绕制装置

说明书

一种用于含内凹面双弧形超导线圈的绕制装置，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)、线圈骨架(10)和辅助线圈骨架(11)。在绕线阶段，线圈骨架和辅助线圈骨架组合形成“橄榄球形”绕线曲面，并与绕制环氧挡板共同形成嵌线空间；绕线完成后，利用上曲面夹具和固化夹具杆对线圈两个短边侧进行固定，去除辅助线圈骨架，利用固化环氧挡板、下曲面夹具、固化夹具杆和固化夹具短杆对线圈下侧部分重新塑形，完成固化。本发明解决了施加预紧力时超导线无法贴合在内凹表面导致线圈难以成型的问题，装置操作方便，线圈成型效果好。

技术领域

本发明涉及一种超导线圈用绕制装置。

背景技术

基于迈斯纳效应的低温超导磁悬浮技术可以实现无接触支承，在悬浮体高速旋转时不存在机械摩擦力，因此可以使悬浮体保持长时间稳定高速旋转，这使得其在超低温精密超导仪器领域具有特殊优势和良好的应用前景。为了实现可靠稳定悬浮并方便支承结构的设计，悬浮体通常被设计为球体。在悬浮球体处于高速旋转状态时，需要对其周向施加一定刚度，以防止在外界干扰力的作用下高速旋转的悬浮球体与支承结构发生碰撞而对系统产生不可恢复的损伤。

为了适应悬浮球体周向布局的磁场作用力特性和几何特点，需要设计加工含内凹面的双弧形超导线圈。由于超导线具有较强的韧性，为了保证精确度并方便线圈成型，绕制的时候必须施加预紧力。目前常规的超导线圈绕制装置主要针对螺线管或类似螺线管结构的线圈，也有一些针对矩形线圈或跑道型线圈的绕制装置，这些类型的线圈骨架均为向外凸起表面或者平整表面，当施加预紧力时，超导线会自然贴合在骨架表面。但是对于含内凹面的超导线圈，当施加预紧力时，超导线无法自然贴合在内凹面表面，导致超导线无法按照设计的骨架形状成型，所以现有装置和绕线方法无法用于含内凹面双弧形超导线圈的绕制。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出一种适用于含内凹面双弧形超导线圈的绕制装置。本发明可以解决现有装置无法用于含内凹面双弧形超导线圈绕制的问题。

本发明用于含内凹面双弧形超导线圈的绕制装置，主要包括绕制支架、绕制支架螺杆、绕制环氧挡板、固化夹具杆、固化夹具短杆、上曲面夹具、下曲面夹具、固化环氧挡板、线圈骨架和辅助线圈骨架。

所述线圈骨架呈弧形，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，在骨架下边线处有开口，中间豁口为正梯形，在骨架上边线处有开口；线圈骨架两侧各开有一个圆形通孔。

所述辅助线圈骨架两短边侧有圆弧形内凹表面。

所述绕制环氧挡板为对称中空结构，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边线夹角为15°，槽底部呈斜坡形，坡度为14°，绕制环氧挡板中间位置上部有半圆形槽，中间位置下部有梯形凸起。

所述绕制支架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。

所述上曲面夹具为圆弧形，左中右位置各开有一个弧形槽。

所述下曲面夹具为圆弧形，中间位置开有一个弧形槽。

所述固化环氧挡板为圆弧形，上侧有两个倒梯形凸起。

所述固化夹具杆两端开有圆形通孔。

所述固化夹具短杆中间呈圆环形中空结构。

本发明装置绕制含内凹面双弧形超导线圈的工作过程分为绕线和固化两个阶段，在绕线和固化两个阶段，装置的结构不同。