協(xié)普?大型電力變壓器繞線機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

    在制造電力變壓器的時(shí)候，繞制變壓器線圈是一個(gè)超重要的步驟，你想想，變壓器線圈繞得更牢靠、整齊一點(diǎn)，變壓器的強(qiáng)度和防護(hù)短路能力都能大大提高。但現(xiàn)在的變壓器繞線機(jī)大多都得靠人工來對(duì)線圈進(jìn)行額外整理，整個(gè)設(shè)備自動(dòng)化程度低，生產(chǎn)效率也不高，所以，研發(fā)一臺(tái)優(yōu)秀的大型變壓器繞線機(jī)對(duì)我們公司來說是至關(guān)重要的事情。

                          

   我們對(duì)變壓器繞線機(jī)的主軸技術(shù)、壓緊力與繞組質(zhì)量之間的關(guān)系以及壓緊力的控制等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究。根據(jù)變壓器繞制原理和工藝流程，我們提出了一整套大型變壓器繞線機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣控制。從機(jī)械上來說，我們簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)變壓器繞線機(jī)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。而在電氣控制方面，我們確保電機(jī)啟停時(shí)的穩(wěn)定性，保證繞組線圈在繞制過程中的松緊度均勻。對(duì)于變壓器繞線機(jī)的核心部件——主軸系統(tǒng)和壓緊裝置，我們進(jìn)行了類型和參數(shù)的計(jì)算和選擇。通過壓緊裝置，我們能夠在變壓器繞組線圈繞制的過程中提供實(shí)時(shí)的軸向和輻向壓緊力，這對(duì)于提高繞組的緊密度非常有效。

    我們還利用了有限元對(duì)繞線機(jī)的輻向壓緊裝置進(jìn)行了靜力學(xué)分析，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。我們發(fā)現(xiàn)，隨著繞組層數(shù)和匝數(shù)的增加，所需的軸向和輻向壓緊力也會(huì)相應(yīng)變化。通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)在繞制質(zhì)量要求范圍內(nèi)，繞制壓緊力有一個(gè)最大值和一個(gè)最小值，而將繞制壓緊力與層數(shù)及匝數(shù)近似成正比關(guān)系是最合理的選擇。

     我們公司開發(fā)的大型變壓器繞線機(jī)已經(jīng)初步調(diào)試完畢并投入市場(chǎng)。經(jīng)過測(cè)試，這臺(tái)變壓器繞線機(jī)各項(xiàng)性能參數(shù)都符合設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行穩(wěn)定高效。它能繞制出緊密規(guī)整的變壓器繞組線圈，而且得到了市場(chǎng)的充分肯定。

    電力變壓器作為電網(wǎng)設(shè)備，通過變壓器繞組線圈間的電磁感應(yīng)進(jìn)行電壓的轉(zhuǎn)換。隨著市場(chǎng)的不斷發(fā)展，對(duì)變壓器的制造水平提出了更高的要求，市場(chǎng)需要更節(jié)能、高效的變壓器。因此，變壓器制造工藝的優(yōu)化顯得尤為關(guān)鍵質(zhì)量和性能都取決于工藝設(shè)備。變壓器繞線機(jī)的技術(shù)水平直接反映了變壓器的制造水平。因此，加快變壓器繞線機(jī)的開發(fā)是提高變壓器性能的重要保障。

                            

   變壓器繞組線圈是變壓器的核心組成部分，構(gòu)成了變壓器的電磁感應(yīng)部分。它一般包括高壓繞組和低壓繞組，分別接到高壓電網(wǎng)和低壓電網(wǎng)。大型電力變壓器的繞組通常采用同心纏繞的方式，就是將高、低壓變壓器繞組線圈同心地套在鐵芯柱上。變壓器繞組的制造是變壓器的核心工序，它的質(zhì)量對(duì)變壓器的性能起著至關(guān)重要的作用，影響著變壓器的外觀尺寸、重量、機(jī)械性能、絕緣和耐熱性等重要指標(biāo)。

    從前，變壓器繞線線圈生產(chǎn)全靠人工，工人們要按照工藝要求手工繞制絕緣導(dǎo)線到繞線模架上。匝數(shù)計(jì)算也都得靠人工，這種老式方法效率低下，而且由于工人技術(shù)不夠過硬，繞線線圈質(zhì)量較差，匝數(shù)可能會(huì)算錯(cuò)或漏計(jì)，最終導(dǎo)致成品繞線線圈性能無法得到保證。后來出現(xiàn)了半自動(dòng)變壓器繞線機(jī)，它由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)來繞制變壓器繞線線圈，雖然提高了生產(chǎn)效率，但排線工作仍得靠人工，只適用于平繞式變壓器繞組線圈的繞制，而且纏頭纏尾、焊接等操作仍須手工完成，所以產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。

   后來，隨著 TTL 邏輯門電路的出現(xiàn)，70 年代中期，隨著 CMOS 技術(shù)的發(fā)展，各類設(shè)備程序控制大量應(yīng)用了數(shù)字集成電路，西方國(guó)家和日本等工業(yè)強(qiáng)國(guó)相繼出現(xiàn)了數(shù)控繞線機(jī)制造產(chǎn)業(yè)。這些數(shù)控變壓器繞線機(jī)代表了繞線機(jī)制造技術(shù)的先進(jìn)水平，尤其是日本、意大利、美國(guó)和德國(guó)等國(guó)家生產(chǎn)的繞線設(shè)備更是技術(shù)領(lǐng)先。

   現(xiàn)在變壓器繞線機(jī)作為變壓器核心零件生產(chǎn)設(shè)備，市場(chǎng)需求非常大，國(guó)內(nèi)外的變壓器制造企業(yè)都很重視變壓器繞線機(jī)先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。國(guó)內(nèi)變壓器繞線機(jī)生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模較小，技術(shù)儲(chǔ)備不足，研發(fā)經(jīng)費(fèi)有限，所以與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品相比仍存在很大差距，市場(chǎng)占有率較低，無力與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)。解決變壓器繞線機(jī)關(guān)鍵技術(shù)問題是提高國(guó)產(chǎn)繞線設(shè)備質(zhì)量、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。為了滿足變壓器生產(chǎn)廠家對(duì)高品質(zhì)、低價(jià)格繞線裝備特別是大型變壓器繞線機(jī)的需求，在借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)研究成果，研發(fā)大型變壓器繞線機(jī)具有重要意義和實(shí)用價(jià)值。

    國(guó)外變壓器繞線機(jī)的研究起步較早，有著豐富的技術(shù)積累，繞線機(jī)制的研究和變壓器繞線機(jī)的設(shè)計(jì)已經(jīng)非常成熟。日本、意大利、美國(guó)和德國(guó)等國(guó)家的繞線設(shè)備尤為先進(jìn)，它們自動(dòng)化程度高，性能優(yōu)良，備受用戶青睞。美國(guó)的變壓器繞線機(jī)及配套設(shè)備人機(jī)交互平臺(tái)完善，機(jī)型美觀，程序控制便捷，設(shè)備靈活，適用于繞制形狀復(fù)雜、高精度的變壓器繞線線圈。這些國(guó)家都有自己的核心技術(shù)，但是作為技術(shù)機(jī)密受到保護(hù)，這些關(guān)鍵技術(shù)主要包括主軸技術(shù)、高精密排線技術(shù)、張力控制技術(shù)等方面。

    我國(guó)對(duì)繞線設(shè)備的研究起步較晚，80 年代初開始引進(jìn)國(guó)外的數(shù)控變壓器繞線機(jī)，90 年代逐漸進(jìn)入快速發(fā)展階段。近年來，國(guó)內(nèi)變壓器繞線機(jī)行業(yè)通過自主研發(fā)和引進(jìn)吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，已經(jīng)形成了一定的生產(chǎn)能力。但多數(shù)廠商規(guī)模較小，生產(chǎn)的產(chǎn)品難以進(jìn)入高端市場(chǎng)。國(guó)產(chǎn)變壓器繞線機(jī)與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品相比在控制技術(shù)、更新速度和新工藝應(yīng)用等方面存在明顯差距，導(dǎo)致在競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位，無法抵擋進(jìn)口產(chǎn)品的涌入。因此，國(guó)內(nèi)業(yè)界在實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上從幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)提出了更完善的變壓器繞線機(jī)設(shè)計(jì)方案。

                        

    一是主軸技術(shù)，主軸技術(shù)涉及主軸箱、驅(qū)動(dòng)部分和傳動(dòng)部分等方面。主軸作為核心部件，用來傳遞動(dòng)力和執(zhí)行動(dòng)作，而主軸箱則負(fù)責(zé)支撐主軸高速旋轉(zhuǎn)，必須滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、維護(hù)方便、成本低等要求。變壓器繞線機(jī)中的主軸系統(tǒng)與通用機(jī)床有所不同。變壓器繞線機(jī)在繞線過程中，主軸需要頻繁啟停，如果主軸系統(tǒng)啟停不穩(wěn)定，會(huì)使繞組線圈張力不均衡，產(chǎn)生松緊不均的變壓器繞組線圈，直接影響變壓器的性能指標(biāo)。

    二是輻壓緊裝置，變壓器繞組線圈的外觀尺寸對(duì)變壓器性能有很大影響。如果繞組線圈軸向尺寸超標(biāo)，會(huì)減弱變壓器承受短路機(jī)械力的能力，降低抗短路能力；而繞組線圈幅向尺寸超標(biāo)，會(huì)導(dǎo)致變壓器阻抗參數(shù)偏差較大。對(duì)于大型變壓器，普通變壓器繞線機(jī)生產(chǎn)出來的繞組線圈，由于無法施加任何壓力，需要人為敲打、整形，導(dǎo)致繞組線圈誤差較大，影響變壓器性能，增加原材料消耗。設(shè)置壓緊裝置能夠?qū)崟r(shí)對(duì)繞組線圈提供軸向和輻向壓緊力，使其更緊密規(guī)整，提高繞制效率。如何根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要控制壓緊力大小，是亟待解決的關(guān)鍵問題。

   另外，變壓器繞組線圈的質(zhì)量主要體現(xiàn)在外觀質(zhì)量上，要求外形美觀，線匝排列均勻整齊緊密，沒有縫隙或重疊，也沒有交叉或凸凹現(xiàn)象。此外，還要達(dá)到各項(xiàng)物理指標(biāo)的工藝要求，這與變壓器的使用性能密切相關(guān)。從變壓器繞組線圈的卷繞工藝流程可以看出，變壓器繞線機(jī)的性能直接影響著繞組線圈的質(zhì)量。變壓器繞線機(jī)要能精確控制各工藝參數(shù)，如繞線規(guī)格、繞制層數(shù)、每層匝數(shù)等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

    目前國(guó)產(chǎn)繞線設(shè)備與進(jìn)口設(shè)備相比，在產(chǎn)品性能和生產(chǎn)效率等方面仍存在較大差距，主要原因包括結(jié)構(gòu)材料的選用、機(jī)械加工工藝和制造精度、控制原理和方法以及電機(jī)質(zhì)量性能等。

   最終形成的大型變壓器繞線機(jī)的原理方案是這樣的：繞線模架通過安裝在主軸箱的花盤和尾座頂部的頂尖套筒來夾持定位，確保繞線模架和夾持機(jī)構(gòu)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)；主軸箱固定在底座上，不能移動(dòng)，而尾座箱體通過平行導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)橫向移動(dòng)，方便夾持不同長(zhǎng)度規(guī)格的繞線模架；采用高精度滾珠絲杠副和導(dǎo)軌相結(jié)合的方式來完成排線動(dòng)作，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠將電機(jī)的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平工作臺(tái)的橫向移動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)安裝在水平工作臺(tái)上的排線機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，以確保絕緣導(dǎo)線能夠在一定角度下被均勻排列；繞線模架夾持定位后，一方面在主軸電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下自行旋轉(zhuǎn)，另一方面排線機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)，使絕緣導(dǎo)線被纏繞在繞線模架上，最終完成變壓器繞組線圈的繞制。

    主軸系統(tǒng)是變壓器繞線機(jī)實(shí)現(xiàn)繞線功能的核心部件，它的功能是提供變壓器繞線機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，也就是實(shí)現(xiàn)繞線動(dòng)作，并和尾頂系統(tǒng)一起夾持繞線模架。因此它的設(shè)計(jì)直接影響著整個(gè)設(shè)備的功能實(shí)現(xiàn)和性能，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也會(huì)直接影響到其他功能模塊的設(shè)計(jì)。主軸箱的箱體采用鋼板和型鋼焊接結(jié)構(gòu)，一次定位加工成形，材料采用Q235。主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由主電機(jī)、變頻器和電磁制動(dòng)器組成，為變壓器繞線機(jī)的繞線動(dòng)作提供原動(dòng)力。傳統(tǒng)變壓器繞線機(jī)通常采用異步交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸，這種驅(qū)動(dòng)方式會(huì)導(dǎo)致繞線機(jī)在啟停時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，而繞線機(jī)的主軸需要頻繁啟停，導(dǎo)致繞制的變壓器繞組線圈緊密性不佳，松緊情況不均，不僅影響外觀質(zhì)量，還嚴(yán)重影響變壓器的性能。而大型變壓器繞線機(jī)的主軸電機(jī)采用變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)方式可以提高啟停時(shí)的平穩(wěn)性，從而大大提高變壓器繞組線圈繞制的精確度。

   根據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊原則的要求，我們需要設(shè)計(jì)主軸傳動(dòng)系統(tǒng)成行星齒輪減速機(jī)和大小齒輪組成的外接花盤結(jié)構(gòu)，這樣花盤就能和線軸相連接，實(shí)現(xiàn)繞線過程。電機(jī)的輸出端通過聯(lián)軸器與行星齒輪減速器相連，經(jīng)過行星齒輪減速機(jī)變速后，輸出端通過平鍵直接連接小齒輪，然后將動(dòng)力傳遞到大齒輪，最終通過大齒輪將扭矩傳遞給花盤，實(shí)現(xiàn)變壓器繞線機(jī)的無級(jí)調(diào)速和平穩(wěn)起停。

   尾頂系統(tǒng)是一個(gè)可以水平移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，它安裝在平行導(dǎo)軌上，與主軸箱上的花盤一起實(shí)現(xiàn)對(duì)不同長(zhǎng)度繞線模架的夾持。這個(gè)系統(tǒng)包括尾座箱體、尾座移動(dòng)系統(tǒng)以及頂尖套筒。尾座箱體采用鋼板和型鋼焊接結(jié)構(gòu)，一次定位加工成形，所用材料是Q235。為了使尾座移動(dòng)，電機(jī)提供動(dòng)力，電機(jī)的輸出端通過聯(lián)軸器與二級(jí)蝸輪蝸桿減速器相連，經(jīng)過蝸輪蝸桿減速器減速后，通過齒輪和齒條傳動(dòng)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。變壓器繞線機(jī)底座上端安裝有兩段直線導(dǎo)軌，可以使尾座沿著導(dǎo)軌水平移動(dòng)，齒條安裝在底座兩直線導(dǎo)軌之間，這樣當(dāng)電機(jī)提供的動(dòng)力經(jīng)過二級(jí)蝸輪蝸桿減速器和齒輪傳遞到齒條時(shí)，就可以調(diào)整尾座的位置，適應(yīng)不同長(zhǎng)度的繞線模架。變壓器繞線機(jī)底座采用丁字板結(jié)構(gòu)，上端呈階梯狀，底板下端預(yù)留三個(gè)孔，相當(dāng)于梯形槽，尾座調(diào)整到位后，可以通過底部預(yù)留的孔用螺栓將其固定在底座上。

   頂尖套筒安裝在尾座箱體頂部，可以手動(dòng)調(diào)整伸出或收回，方便裝卸繞線模架。頂尖采用夾套式結(jié)構(gòu)固定套筒，這種結(jié)構(gòu)夾緊力強(qiáng)、安全可靠。選擇了重型回轉(zhuǎn)頂尖，具有回轉(zhuǎn)精度高、承載能力強(qiáng)的特點(diǎn)。變壓器繞線機(jī)底座采用鋼板和型鋼焊接結(jié)構(gòu)制成，去除內(nèi)應(yīng)力，整體一次加工完成，保證了主軸與尾座頂尖同心，同時(shí)也方便設(shè)備的安裝。為了更好地控制大型變壓器繞組線圈的質(zhì)量，大型變壓器繞線機(jī)設(shè)計(jì)了壓緊裝置，能夠在繞線時(shí)提供軸向和輻向穩(wěn)定可調(diào)的壓緊力。壓緊裝置包括軸向壓緊裝置、輻向壓緊裝置（帶壓緊頭）和龍門式橫梁，安裝在主軸箱體和尾座箱體上方。

    龍門式橫梁采用與主軸同心擺臂式結(jié)構(gòu)，確保變壓器繞線機(jī)壓緊裝置的壓緊頭始終沿著繞線模架的徑向?qū)ψ儔浩骼@組線圈進(jìn)行壓緊。橫梁與繞線主軸軸線平行，左右兩個(gè)擺臂分別安裝在主軸箱體和尾座箱體上，安裝時(shí)無需單獨(dú)制作基礎(chǔ)。橫梁的上平面固定有齒條，與軸向壓緊裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪咬合，橫梁的前側(cè)平面安裝有直線導(dǎo)軌。擺臂可以繞軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)由液壓系統(tǒng)控制，通過兩個(gè)液壓缸實(shí)現(xiàn)。橫梁的左端通過螺栓固定在左支撐臂上方，右端通過導(dǎo)軌與右支撐臂連接滑動(dòng)，便于安裝不同長(zhǎng)度的繞線模架。

   變壓器繞線機(jī)軸向壓緊裝置能夠隨著變壓器繞組線圈的繞制沿著橫梁左右移動(dòng)并提供軸向壓緊力，它與橫梁通過導(dǎo)軌連接滑動(dòng)，它的軸向移動(dòng)和壓緊由伺服電機(jī)提供動(dòng)力，電機(jī)的輸出端連接精密行星齒輪減速器，經(jīng)過行星齒輪減速器減速后將動(dòng)力傳遞給安裝在橫梁上端的齒條，這樣就將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閴壕o裝置沿著橫梁的直線運(yùn)動(dòng)。變壓器繞線機(jī)軸向壓緊裝置通過安裝板與輻向壓緊裝置（帶壓緊頭）固定，當(dāng)設(shè)置壓緊方向后，電機(jī)通過傳感器感知驅(qū)動(dòng)壓緊頭根據(jù)變壓器繞組線圈的位置變化對(duì)變壓器繞組線圈進(jìn)行軸向的隨動(dòng)壓緊。

  基于安全方面的設(shè)計(jì), 變壓器繞線機(jī)的安全性是非常重要的性能指標(biāo)，大型變壓器繞線機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了安全問題：各個(gè)可移動(dòng)部件的終端位置都設(shè)有電氣限位和機(jī)械限位，實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)，同時(shí)變壓器繞線機(jī)所有電氣限位的信號(hào)都輸入到PLC中，確保在到達(dá)極限位置時(shí)能及時(shí)切斷相應(yīng)動(dòng)作；所有電動(dòng)機(jī)回路都配備了與電動(dòng)機(jī)功率匹配的電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器，可以對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載、短路等多方面的保護(hù)，同時(shí)將保護(hù)信號(hào)輸入到PLC中，確保在發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)切斷相應(yīng)動(dòng)作；

   變壓器繞線機(jī)主軸用變頻器和軸向壓緊用伺服驅(qū)動(dòng)器的故障信號(hào)都輸入到PLC中，確保在發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)切斷相應(yīng)動(dòng)作；手持型觸摸屏的背面設(shè)有使能開關(guān)，以防止誤操作導(dǎo)致不良后果，在進(jìn)行某些操作時(shí)，必須同時(shí)按下觸摸屏背面的使能開關(guān)，相應(yīng)的部件才能動(dòng)作，需要按下觸摸屏背面的使能開關(guān)才能進(jìn)行的操作包括尾座的位置調(diào)整、龍門架的旋轉(zhuǎn)、軸向壓緊機(jī)構(gòu)位置脈沖模式下的位置調(diào)整以及輻向壓緊機(jī)構(gòu)的位置調(diào)整；

  因?yàn)楫a(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題通常是多方面考慮的，我們既要考慮變壓器繞線機(jī)的性能和壽命要求，又要盡量降低生產(chǎn)成本。隨著設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷提高，設(shè)計(jì)人員也越來越重視產(chǎn)品的多目標(biāo)有限元構(gòu)造優(yōu)化。但到目前為止，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用多目標(biāo)優(yōu)化方法解決問題的情況還不太多，因?yàn)闇?zhǔn)確建立工程問題的多目標(biāo)優(yōu)化模型對(duì)一線設(shè)計(jì)人員來說還是有點(diǎn)難度。以變壓器繞線機(jī)壓緊裝置的多目標(biāo)結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題為例，我們需要通過對(duì)設(shè)計(jì)變堡進(jìn)行敏感性剖析，對(duì)各分目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并對(duì)所建立的優(yōu)化模型進(jìn)行修正，這樣才能提高建模的準(zhǔn)確性和計(jì)算效率。

  成品變壓器繞組線圈的外觀質(zhì)量也是很重要的。線匝要密密麻麻排列整齊，不能有交叉現(xiàn)象和中間鼓起或凹陷現(xiàn)象。整齊的變壓器繞組線圈不僅能節(jié)省線材，還可以提高變壓器的載流能力和電氣特性。目前很多變壓器繞線機(jī)在繞線過程中和繞線結(jié)束后都需要額外的人工整形，這降低了生產(chǎn)效率。為了避免這種情況，大型變壓器繞線機(jī)的壓緊裝置在變壓器繞組線圈繞制過程中施加軸向和輻向的壓緊力，以確保絕緣導(dǎo)線緊密地纏繞在繞線模架上。不過需要注意施加的壓緊力既不能太大，也不能太小，否則會(huì)導(dǎo)致繞組線圈的質(zhì)量問題。如何根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要實(shí)時(shí)地控制壓緊力大小，是目前急需解決的關(guān)鍵問題。

    在變壓器繞線機(jī)繞制變壓器繞組線圈的時(shí)候，我們施加了軸向和輻向的壓緊力，這就相當(dāng)于對(duì)已經(jīng)繞上的絕緣導(dǎo)線和繞線模架施加了壓力，讓它們產(chǎn)生了一點(diǎn)位移。隨著繞制層數(shù)的增加，繞組線圈的外半徑也在不斷增加，這就導(dǎo)致了在不同層的輻向和不同匝的軸向上產(chǎn)生了不同的累積效應(yīng)。

    我們測(cè)試了壓緊裝置，模擬了實(shí)際繞線條件，結(jié)果表明性能指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。我們還通過試驗(yàn)做出了不同規(guī)格紙包扁銅線繞制過程中軸向壓緊力和輻向壓緊力隨層數(shù)和匝數(shù)變化的曲線。分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，變壓器繞組線圈繞制壓緊力的大小在一定范圍內(nèi)有一個(gè)最大值和一個(gè)最小值，并且壓緊力與層數(shù)和匝數(shù)近似成正比關(guān)系是最合理的。在各項(xiàng)功能檢測(cè)完成后，變壓器繞線機(jī)整機(jī)試運(yùn)行的結(jié)果表明完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

  我們根據(jù)市場(chǎng)需求優(yōu)化了大型變壓器臥式自動(dòng)繞線機(jī)，結(jié)合了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)并采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，成功地完成了變壓器繞線機(jī)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

                                  

   針對(duì)變壓器繞組線圈的繞制原理以及變壓器繞組線圈的繞制工藝，我們對(duì)大型變壓器繞線機(jī)整機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)方案和電氣控制方案。在整機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，我們對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。并且通過試驗(yàn)我們制作了兩種不同規(guī)格紙包扁銅線的繞制過程中隨著層數(shù)和匝數(shù)變化的軸向壓緊力和輻向壓緊力變化曲線。這對(duì)于在生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí)控制壓緊力大小有著重要的參考價(jià)值，同時(shí)也是一種切實(shí)可行的技術(shù)方法。