УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КАТУШЕК

Полезная модель относится к области электромашиностроения, в частности, к технологическому оборудованию для изготовления электрических катушек цилиндрических кристаллизаторов вакуумных дуговых печей.
Основным способом промышленного производства высокореакционных металлов и сплавов является переплав в вакуумных дуговых печах, оснащенных магнитной системой для управления движением расплава и стабилизации горения дуги. Дополнительно, для управления дутой, применяется радиальное вращающееся магнитное поле, создаваемое электрическими катушками. Система магнитного поля формируется посредством 4÷10 параллельных катушек, подключенных к управляющему источнику питания и расположенных на наружной поверхности кожуха кристаллизатора. Катушки укладываются в профилированный канал цилиндрического кожуха кристаллизатора. Однако технически трудно осуществить размещение катушки, в особенности на крупногабаритных кристаллизаторах, поскольку для формирования катушки используется не менее 50÷70 витков электрического провода, укладываемого в единый жгут. Укладка плоско намотанной катушки по цилиндрической поверхности кожуха таким количеством провода является весьма трудоемкой операцией, требующей значительных усилий и затрат времени, а также может привести к повреждению провода и нарушению исходной формы катушки.
Известно устройство для изготовления электрических катушек, содержащее оправку с прямоугольным сечением и механизм формовки, имеющий корпус и элементы прижима, корпус выполнен из двух частей разъемным, части корпуса закреплены на оправке, устройство снабжено рамкой, установленной на корпусе с возможностью обхвата элементов прижима, а остальные элементы прижима установлены с возможностью перемещения (а.с. РФ №1138845, МПК H01F 41/06, опубл. 07.02.1985).
Недостатком известного устройства является то, что данная конструкция устройства предназначена для изготовления прямоугольных ленточных магнитопроводов и не может быть использована для намотки катушек цилиндрических кристаллизаторов.
Известен способ изготовления компаундированных катушек, включающем намотку плоской заготовки с предварительным нанесением компаунда на провод, формование и полимеризацию при термообработке (а.с. РФ №712854, МПК H01F 41/06, опубл. 30.01.1980 г.).
Недостатком данного способа является наличие многочисленного оборудования для осуществления технологического процесса изготовления катушки.
Наиболее близким по технической сущности является способ формования жестких секций обмотки статора, заключающийся в намотке провода до необходимого количества витков на шаблон, на поверхности которого выполнены элементы направления укладки провода соответствующие геометрии секции (а.с. РФ №1791911, МПК H01F 41/06, опубл. 30.01.1993 г.).
Недостатком заявленного устройства является то, что область его применения ограничивается изготовлением жестких секций петлевой обмотки электрических машин и не может быть применено для изготовления катушек цилиндрических кристаллизаторов.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание установки, позволяющей изготовить катушку для создания магнитного поля, повторяющую конфигурацию профилированных каналов кожуха цилиндрического кристаллизатора, на который впоследствии она устанавливается.
Техническими результатами, достигаемыми при осуществлении полезной модели, являются повышение качества намотки катушки, снижение трудоемкости при ее изготовлении, а так же сокращение времени установки катушки при монтаже в кристаллизатор, обслуживании и ремонте.
Указанный технический результат достигается тем, установка для изготовления электрических катушек магнитной системы цилиндрических кристаллизаторов вакуумно-дуговых печей, включающая установленный на стенде поворотный стол с приводом и установленную на столе каркасную оснастку для укладки электрических кабелей катушек, согласно полезной модели оснастка выполнена в виде промежуточной вставки и двух секторов с торцами дугообразной формы, при этом радиус дуги секторов выполнен величиной, соответствующей радиусу наружной стенки кожуха кристаллизатора печи, а сумма длины промежуточной вставки и длины обоих секторов выполнена величиной, соответствующей высоте стенки кожуха кристаллизатора печи. В каркасе оснастки выполнены каналы с U-образным поперечным сечением. Промежуточная вставка выполнена сменной и сектора с торцами дугообразной формы также выполнены сменными. Каналы с U-образным поперечным сечением выполнены на верхней плоскости и по торцам дугообразной формы каркаса оснастки в виде замкнутого контура. При этом поверхность каналов покрыта пластиком.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен общий вид установки, выполненный с пространственным разделением элементов. На фиг. 2 приведены выносные элементы А и Б, показывающие в сечении U-образный канал каркаса оснастки. На фиг. 3 показана электромагнитная катушка в аксонометрической проекции.
Установка для изготовления электрических катушек магнитной системы цилиндрических кристаллизаторов содержит стенд для намотки 1, на вал привода которого устанавливается стол поворотный 2, на стол устанавливают раму 3 и фиксируют болтовыми соединениями. На раму 3 устанавливают каркасную оснастку, в нее входит вставка промежуточная 4 и два сектора 5 с заданным радиусом катушки 6.
Установка работает следующим образом.
С бухты обмоточной проволоки отматывают провод, который укладывается в U-образный канал оснастки, предназначенный для формирования катушки, и фиксируют на ближайшем из секторов. Включается привод, который приводит во вращение поворотный стол установки, и начинается процесс намотки электропровода по контуру оснастки, при этом провод подается под натяжением, обеспечивая равномерность и прямолинейность рядов намотки по всему периметру катушки. Для получения заданной геометрии и жесткой формы катушки каждый слой намотанного провода пропитывается герметизирующим составом. Счетчик оборотов поворотного стола фиксирует и отображает количество намотанных витков, когда достигнуто необходимое количество, привод отключают и оставляют катушку для полимеризации герметизирующего состава. После полимеризации герметизирующего состава сформированная катушка извлекается из оснастки. Для облегчения извлечения катушки из оснастки поверхность U-образного канала покрыта пластиком. Для получения катушки под конкретный размер кристаллизатора, радиус дуги секторов соответствует радиусу наружной стенки кожуха кристаллизатора печи, а длина промежуточной вставки выполнена величиной, составляющей высоту стенки кожуха кристаллизатора печи, с учетом длины секторов. Конструкция оснастки выполнена разборной с взаимозаменяемыми элементами, вставка и торцевые сектора каркаса выполнены сменными, это позволяет использовать данную установку для различного типоразмера кристаллизаторов.
Таким образом, предлагаемая установка позволит получить катушку, повторяющую геометрию профилированного канала кожуха кристаллизатора, что значительно сокращает время на ее установки, а так же использование предлагаемой полезной модели позволяет упростить процесс изготовления катушки, тем самым увеличив его производительность.