Способ изготовления цилиндрических электропроводящих катушек и устройство для его осуществления

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 145 А 1 Н 01 Р 7I ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ сяк агпроизводству итных полей и изготовления из порошко, из сверхпроустро може злект выхм водн т в упрощении шки за счет сои токоведущей атушке. Кроме т в повышении ючения разупковедущей житехно вмещ жилы того, качес лотне лы. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) 16.04.90 (46) 23,05,93. Бюл. Ф 19 (71) Белорусский политехнический институт (72) А,В.Степаненко, В,И,Пилипенко, В,А,Варавин и В,А.Хлебцевич (56) Волочильщик проволоки. Красильников Л,А., Лысенко А.ГМ., Металлургия, 1987, с. 110, рис. 30, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ КАТУШ Е К И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛ ЕНИЯ (57) Использование: технология изготовления электропроводящих катушек иэ порошзобретение относит йствдля получения м т быть использовано дл ропроводящих катуше атериалов и, в частност иков.ель изобретения состои логии изготовления кату ения операций формовк и ее размещения на к цель изобретения состои тва катушки путем. искл ния и растрескивания то Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг, 1 представлен фронтальный разрез устройства с жесткой втулкой, имеющей винтовую нагрузку на внутренней поверхности, на фиг. 2 - эона контакта втулки и каркаса катушки; на фиг, 3 - развертка зоны контакта втулки и каркаса катушки (очаг деформации порошковой 2ковых материалов, в частности из сверхпроводников, Сущность изобретения; устройство содержит каркас с винтовым желобом для размещения в нем токопроводящего материала и зажим для крепления каркаса, кроме того оно снабжено втулкой с приводом вращения, охватывающей с зазором каркас, причем внутренняя поверхность втулки образована сопряжением конических участков, на одном из которых выполнен винтовой желоб, приводная втулка выполнена из зластомера, а внутренняя поверхность втулки образована сопряжением конических участков, 6 ил. шихты); на фиг. 4 - фронтальный разрез устройства с эластичной втулкой, имеющей гладкую внутреннюю поверхность; на фиг, 5 - вид устройства в плане; на фиг, 6 - готовое изделие, СОУстройстводля изготовления цилиндри. ческих электропроводящих катушек состоит иэ средства намотки 1, на котором закреплен каркас 2 катушки, и средства смотки 3, ф выполненного в виде втулки охватывающей Ь каркас 2 (фиг. 1, 2, 4, 5). Для придания вра- (Я щения втулке 3 вокруг каркаса 2 служит привод 4, шестерня 5 которого взаимодействует с зубчатым венцом 6 втулки 3 (фиг, 1, 4, 5). Каркас 2 катушки крепится на средстве на-мотки 1 при помощи цангового зажима, состоящего из разрезной втулки 7, конуса 8 и стяжного болта 9 (фиг, 1, 4).При использовании в качестве средства смотки жесткой втулки ее внутренняя поверхность образуется сопряжением двух ко-:нических участков "ав" и "вс" (фиг. 1). Научастке "вс" выполнен желоб винтовой. "Ж 1", соответствующий винтовому желобу "Ж 2" на боковой поверхности каркаса 2 (фиг, 1), Участок "вс" охватывает каркас 2 с коническим зазором, который уменьшается от. входа к выходу из участка "вс" (Е 1Е 2) (фиг. 1,2,3),При использовайии в качестве средства смотки втулки 3 из эластомера ее внутренняя поверхность образуется сопряжением конического "ав" и цилиндрического "Ьб" участков (фиг, 4), Цилиндрический участок "ЬсГ охватывает каркас 2 беэ зазора (фиг. 4).Для осуществления способа втулку 3 переводят в исходное положение ".И" и винтовую нарезку "Ж 1" нв участке "вс" втулки 3.вводят в зацепление с винтовой нарезкой ",Ж 2" на.боковой поверхности каркаса 2. 8 зазор между участком "ав" втулки 3 и каркасом 2 засыпают порошковую шихту 10 йз материала токопровода (Фиг. 1, 4). Затемвключают привод вращения 4 втулки 3 вокруг каркаса 2 (Фиг, 1, 4). После достижения втулкой конического положения "К" привод ее вращения 4 вмключавт, освобождают цанговый зажим 7-9 и сиимавт готвую катушку со средстве намотки(фиг. 1, 4).Втулка 3 и каркас 2 оераэуют вйнтовуюпару, следовательно, при принудительном вращении втулки 3 вокруг неащаижно закрепленного каркаса 2 втулка будет совершать поступательное движение едоль оси Х - Х (т,е. "навинчивается" не каркас 2) (Фиг.1, 4), Порошковая шихта 16 зе счет силы тяжести, а также действия сил трения о вращающуюся втулку 3 будет поступать из участка "ав".в участок "вс" (Фиг. 1-3). Поскольку зазор между участком "вс" втулки 3 и карка. сом 2 катушки имеет. клиновидную форму (фиг, 3) порошковая шихта 10 перемещаясь .через участок "вс" к выходу из него будет . уплотняться и формоваться в токоведущуюжилу 11 (фиг, 1-3). Перемещение порошковой шихтц через участок "вс" втулки 3 происходит за счет действия сил трения порошка о втулку (фиг. 3), Поскольку каркас при этом неподвижен, то на порошок действуют интенсивные сдвиговце напряжения, что способствует ориентации осей зерен порошка в одном направлении (большая ось зерна ориентируется вдоль направления его движения) (см. Петросян Г,Л. Пластическое деформирование порошковых матери. алов, М,; Металлургия, 1988, с. 139). Такимобразом, в зазоре между втулкой и каркасом происходит как уплотнение порошка, так и ориентация осей составляющих его зерен, что повышает электрофизические свойства токоведущей жилы катушки,При использовании эластичной втулки 3зазор между каркасом 2 и участком "Ьд"образуется при вдавливании выступов "В"винтовой нарезки каркаса 2 в поверхность .5 втулки 3 (фиг. 4). В образованный зазор засчет действия сил тяжести и сил трения овтулку 3 поступает порошковая шихта 10(фиг, 4). Уплотнение порошковой шихтц научастке "Ьб" втулки 3 происходит за счет10 радиального действия (в направлении нормальном к поверхности каркаса 2) упругихсил, создающихся при деформации эластичной втулки 3 выступами "В". винтовой нарезки каркаса 2 (фиг. 4), Вращение втулки 316 создает в порошковой:шихте 10 сдвигающие напряжения способствующие ориентации осей зерен порошка (фиг. 4).Применение средства смотки в видеэластичной втулки целесообразно, если же 20 лоб на боковой поверхнОсти каркаса катушки выполнен а форме метрической резьбы(фиг, 4, 8 этом случае облегчается вдавливание выступов "8" в поверхность "Ьб" втули, а, значит, и формование токоведущей2 б жилы (фиг. 4), Применение формы желоба ввиде трапецеидальной резьбы на поверхностищюЬЖ,9 цвюаФии 3 щарижила Формуеп:я иэ труднодеФормируемого поРошка. При эщм трепется большое усилие "на 30 винчивания" втули смоти, ча и обеспечиваеттрапецеидальный профйль резьбы,Заявляемый обьект позволяет изготав. ливать катушки содержащие несколько обмоток с различными характеристиками. В3 б этом случае желоб на поверхности каркасанеобходимо выполнить многозаходнцм,причем профиль впадин каждого из заходовможет быть различным.Пример работы устройства.и осуществ 40 ления способа. Предлагаемое техническоерешение опробовано в лабораторных условиях при изготовлении цилиндрическихэлектропроводящих катушек. Наружный диаметр катушки составлял 30 мм, высота 604 б мм. Катушка имела одну обмотку, шаг расположения токоведущей жилы 4 мм, счечение токоведущей жилы 2 мм, Корпускатушки изготавливали из никеля, в качестве материала токоведущей жилы использоб 0 вали пооошковчю шихтч из оксиднойкерамики соединения т 1 Ва 22 из 07.Корйус катушки с трапецеидальной резьбой Тг 30 х 4 закрепляли в цанговом зажимеустройства. Сверху на корпус на 1- 2 витка.бб резьбы навинчивали втулку, внутренняя поверхность которой была образована сопряжением двух конических участков с углами.конусности 30 и 3, На участке с конусностьюо/была выполнена внутренняя трапецеидальная резьба Тг 32 х 4, На наружной поверхности втулки был выполнен зубчатый венец входящий в зацепление с шестернейпривода вращения втулки. В конический зазор между втулкой и корпусом катушки засыпали порошковую шихту и включали 5привод вращения втулки, сообщающий ейвращение со скоростью 0,3 с 1. После выхода резьбового участка втулки иэ зацепленияс корпусом катушки привод выключали иизвлекали готовое изделие из цангового зажима,Аналогичную катушку на с желобом вформе метрической резьбы УЗОх 4 получалив том же устройстве и тем же способом при 15помощи втулки из полиуретана СКУ - 7 Л,закрепленной в стальном бандаже с зубча-тым венцом, Внутренняя поверхность втулкибыла образована сопряжением конического суглом 30 и цилиндрического диаметром 27 20мм участков.Подобную же электропроводящую катушку получали по способу и в устройствепринятым за прототип. Токопроводящуюжилу с поперечным сечением 2 мм палучали волочением за 12 переходов с 3-мя промежуточными отжигами трубчатойзаготовки иэ никеля с исходными размерами 6 мм х 4 мм с засыпанной ва внутрьпорошковой шихтой соединения 30У 1 Ва 2 Снз 07, Полученную композитную проволоку диаметром 1,8 мм укладывали в желобе, выполненном на боковой поверхностивтулки из никеля, при помощи устройствсмотки-намотки, 30Изготовленные электропроводящие катушки подвергали термической обработкепо следующему режиму: нагрев до 930 С,выдержка в течение 1 часа, охлаждение с 35печью,Готовые катушки охлаждали до температуры жидкого азота и подключали к источнику постоянного тока Б 5-21. Катушки, 45 изготовленные по заявляемому объекту создавали магнитное поле напряженностью 3,2-2,8 мТ. Катушка, изготовленная по техническому решению; принятому эа прототип, создавала магнитное поле с максимальной напряженностью 0,5 мТ, .Таким образом, заявляемый способ пО- зволяет существенно упростить технологию путем исключения нескольких техналогйческих переходов и операций, а также повысить качество изделий за счет улучшения их функциональных свойств.Формула изобретения 1, Способ изготовления цилиндрических электропроводящих катушек, включающий размещение токопровода в желобе выполненном на боковой поверхности каркаса по винтовой линии, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества и упрощения технологии, каркас размещают во втулке, затем засыпают в зазор между втулкой и каркасом порошковую шихту из материала токопровода и осуществляют вращение втулки вокруг каркаса.2. Устройства для изготовления цилиндрических электропроводящих катушек, содержащее средство укладки токопровода и средство для размещения каркаса катушки, отличающееся тем,чтосредство укладки выполнено в виде втулки, охватыва-ющей с зазором каркас, причем внутренняя поверхность втулки образована сопряжением участков, на одном из которых выполнен винтовой желоб,3. Устройство по и, 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что участок с винтовым желобом выполнен коническим. 4, Устройство по и, 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что втулка выполнена из эластомера, а участок с винтовым желобом выполнен цилиндрическим,1817145 иг,б г,б Составитель А,СтепаненкоТехред М.Моргентал Корректор А.Мотыль едактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101 Заказ 1726 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5