CICC超导纵场和极向场线圈绕制工作总结

1、cicc超导纵场和极向场线圈绕制工作总结郁杰,一、特种绕线机的设计研制和特种工艺研究 二、线圈生产的质量控制 三、工作总结 四、感谢,一、特种绕线机的设计研制和工艺1.生产线建设的里程碑,* 1998年8月完成第1台龙门式数控绕线机的研制; * 1998年12月完成第一个双饼cicc(宝鸡缆)2/3模拟线圈的研制; 1999年元月在上海电机厂进行vpi处理。发展了超导磁体连续饼式绕制技术; * 1999年7月年完成csmc线圈的绕制; * 2001年完成第2台悬臂式cicc型超导特种绕线机的设计研制；满足east超导磁体对予弯成型、连续绕制和绕制大尺寸跨度纵场、极向场线圈的技术要求。,* 对s

2、tub的工艺和检漏工艺进行改进,提高了效率,稳定了质量; * 2003年初,根据新的绕制工艺和技术,分别完成pf1和pf模拟线圈的绕制工作; * 为了完成极向场大线圈绕制任务, 2003年1月-6月完成第3台绕线机的设计和研制工作(包括模具); * 2003年10月,第1个pf大线圈绕制完成,至2004年3月全部4个线圈绕制完成,第3台绕制生产线圆满完成预定任务。 * 2004年9月27日,随着最后一个中心螺管线圈的完成,至此,标志着所有east的线圈绕制全部完成。,* 2000年-2001年,通过反复试验和摸索，利用四个喷枪在线操作的新喷砂机，可实现在线自动喷砂，可从根本上解除表面喷砂对绕制

3、工作的影响，减少8个操作人员，且减少了粉尘污染，大大提高工作效率（3040）。 * 2001年底利用哑缆绕制的tf线圈完成,标志着tf线圈的绕制工艺成熟; * ht-7u第一个600超导纵场线圈于2002年6月20日完成绕制工作, 27日完成出线头的预弯下线。并具备了批量生产规模;,2. 重点解决的关键问题,15种动作的设计实现 预弯成型机理 结构设计与控制的衔接 拐点的控制及处理 预变形的矫正 预弯与连绕机构的同步运作,east绕线机滚弯方案原理图,cicc导体专用绕线机总体方案,专用绕线机结构设计,绕线机由放缆、矫直、校正、予弯、连绕和nc控制电源六个部分组成，导体最小成型半径r=300m

4、m，正常绕制速度为每分钟 200mm，在放缆、矫直和予弯压下之间实现了同步运作；采用的三轴cnc控制、ac伺服和谐波减速机的传动付达到了较高位移控制精度。,矫直及校正结构,设计专门的编码器结构，解决了因内置编码器无法解决的导体打滑问题；保证数控系统精确记录导体的进线长度，解决了研制超导线圈的关键技术问题。,龙门式,悬臂式,3、超导线圈绕制特种工艺研究,前期工作: 2/3tfdc试验线圈:全面检验cicc超导体特种绕线机的性能，率先开展复杂的d形cicc型超导线圈的研制。线圈是采用ss316研制的cicc导体绕制的d形双饼线圈，采用外进外出的饼式连续绕法。 csmc线圈的研制(2000年完成),

5、并在超导电工中心进行了试验。,3.1、cicc超导线圈绕制技术的研究,预弯机构行走轨迹的分析 cicc导体截面形状的力学分析 cicc导体短样弯曲的试验 cicc导体弯曲回弹的计算及其补偿 编码器的位置对导体进给精度的影响,绕线机预弯机构行走轨迹的分析,通过预弯机构切点行走轨迹的分析，建立了d形线圈切点轨迹的数学表达式，这是编制nc程序基本依据。,开展了回弹的理论分析与深入的试验研究，针对二次冷作硬化且喷砂处理的导体得出了计算回弹量的经验公式，导出弯曲半径与压下量的关系。,为了保证高质量cicc线圈绕制，必须解决好三个方面的问题： 1.绕制线圈模具的精度； 2.导体进给尺寸即起弯点要准确； 3

6、.补偿回弹后的弯曲半径误差。 研制中发现编码器的位置对导体进给尺寸有直接影响。由于导体的挠度导致与编码器直接接触的导体的外层产生拉伸应变，拉伸了的外层尺寸比中性层尺寸大，导致导体实际进给尺寸偏小，产生了进给误差。,3.2.cicc纵场tfdc线圈的研制,cicc导体截面误差的校正 cicc超导体的绕制工艺,使用一组2对不对称特殊的水平辊和立辊，完成对导体截面制造误差的校正，达到了日本press专利使用多组辊轮修正导体尺寸误差的相同效果。,cicc超导体绕制工艺,1、工艺流程 cicche漏检测第一饼绕制s弯过渡及层间绝缘第二饼绕制vpi绝缘测试。工艺流程为： cicc导体放缆矫直导体截面误差校

7、正在线检测表面喷砂二次清洗在线基准预弯成型校正弯曲半径（r）匝间绝缘入绕线模定位固定.,完成3台绕线机设计(龙门式和悬臂式)的基础上,又设计了多套tf和pf绕制模具,east第一个600超导纵场线圈于02年6月20日完成绕制工作并下线, 成功探索和发展了新的连续饼式无张力绕制工艺。 通过反复试验和摸索，在喷砂和stub焊接技术均达到设计要求, 并有很大提高 。利用四个喷枪在线操作的新喷砂机，可从根本上解除表面喷砂对绕制工作的影响，且减少了粉尘污染，提高了工作效率。 探索了316ln弯制工艺。由于 316ln的屈服强度比316l增加50%，且截面增大。利用 316ln 26不锈钢管成方后的试件，

8、进行了最小弯曲半径r384mm的工艺试验。,整个线圈的s弯和补园块共有11种40余件，测量线2400多米，绝缘带近万米，加上档边带，给绕制工作带来了很大难度，由于工艺合理, 保证了一次合格； 完成大量数控程序的编制、输入，保证走线长度准确,预弯成型尺寸到位(较高的模具制造精度)。 stub研制和检漏方法的研究。采用新工艺打空和焊接,满足不伤导体和控制温度的要求;采用新工装对导体进行检漏，整个stub置于真空密封槽内，直接对真空密封的接头抽真空，对导体打氦压2.6mpa，并保持20分钟，其漏率小于1.8x10-10pa.m3/s。采用此方法后，大大提高了检漏效率和线圈的可靠性。,2002年绕线机

9、生产线按照iso9001标准,编制了绕线机生产线的质量计划和作业指导书,应用于生产管理中; 严格按照质量管理文件进行管理和生产； 通过iso9001标准宣贯和执行后，全员质量意识得到了进一步的提高。特别是绕制程序编制、stub焊接和真空检漏，通过程序设计和新的检漏工装投入使用，线圈的质量更加可靠。,二、线圈生产的质量控制,在喷砂和焊接质量上也有很大提高，stub打孔使用专用的限深钻头，以免导体内部的超导线受伤；焊接时使用专用工装，以保证焊接部位内部超导线的温度达到技术要求；焊接和捡漏都有责任工程师的检验和认可，并设计成功一种新的检漏工装；从而保证一次性合格率100%。 全线同志不但有严谨的工作

10、作风，高度的工作热情，而且相互配合、拧成一股绳。全线现有人员近30人，但由于工序多，相互交叉作业，难免出现用工矛盾。特别该生产线实际上是一个总装的生产线，几乎所有的设计和制造中出现的问题都要在此暴露。由于质量管理措施到位, 保证了连续稳定地生产, 成为east工程的一个亮点和样板。,特种磁体绕线机的设计达到了国际先进水平，其批量生产线圈的能力当属世界第一,。(摘自李所长在换届考核民主测评会上的述职报告 )共完成种50+3个线圈的绕制(包括宝鸡生产的导体) 用于新型的铠装超导缆导体特种绕线机在国内还是空白。完全满足了east的cicc超导磁体对予弯成型、连续绕制、二维异型截面和绕制大尺寸跨度纵场

11、、极向场线圈的技术要求。且在攻克精密传动、同步控制、结构设计和阻尼抗震等方面有多项技术创新，实现了整个绕制过程的自动化控制；已成功地应用east装置的预研和建设中，并获得国家专利2项。,三、工作总结,创新地开展了cicc超导磁体绕制技术的研究，导出连绕过程d形线圈切点（预弯点）行走轨迹和回弹计算的数学表达式，设计专门的编码器结构，解决了因内置编码器无法解决的导体打滑问题；分析了编码器的不同安装位置对导体进给精度产生的直接影响，为精确控制线圈的绕制精度提供了重要的基础。 在科学研究和大量试验的基础上，开拓发展了复杂截面铠装超导缆导体线圈的无张力绕制技术,可用于各种大型cicc超导磁体的研制(包括iter线圈)。,cicc四枪专用喷沙机研制和试验取得重大成果,填补国内空白，已完成的四个喷枪在线操作的新喷砂机，可实现在线自动喷砂，可从根本上解除表面喷砂对绕制工作的影响，大大提高工作效率（3040）。 培养了人才,锻炼了队伍,为将来承担iter工作奠定了基础;而且为研制中心提供了工作机会和收入。,生产线在设计、建设和生产过程中一直得到工程指挥部和所领导和高总