关键词：放卷；卷绕；收卷；张力机构。
0 引言
在电力行业高压输电变压器用的电容式套管制造中，3米套管绕制机是电力变压器高压绝缘工艺生产线上的关键设备之一，主要用于油式、干式电力变压器套管的卷绕。电力变压器套管作为引入变压器的高压电流和高压对变压器外壳绝缘用技术。
1 设备基本原理（见图1）
原理简述：
原纸料卷装入放卷机构上，由放卷轴主动放出，经放卷机构上过辊1到主机上过辊2，到过辊2上方时，由过辊上方两套切刀装置上的气压圆刀通过程序自动控制按设定的宽度对纸带进行切边，切下的边料纸带分别沿过辊2下方向回拉出，经过辊1纸带下方，原纸料卷下方，分别被收卷在左右边料收卷气胀轴上；切后的纸带经荷重辊1至压辊后，经牵引辊主动送出，再经上荷重辊、热辊后，被主动卷绕在卷绕芯轴上，卷绕时上压辊通过气缸放下落至卷绕芯轴上，通过调整气缸压力让压辊压紧芯轴，确保细长芯轴卷绕刚性，提高纸带卷绕质量。卷绕过程中张力自动控制，放卷张力大小通过下荷重辊两端张力传感器控制放卷电机转速实现；卷绕张力大小通过上荷重辊两端张力传感器控制卷绕辊电机转速实现。铺设电容屏时，由程序自动控制电容屏定位装置准确左右定位后，人工送入卷绕。纸带卷绕前通过两热辊进行烘干，热辊表面温度由通入辊内油温控制；热辊分别由伺服电机驱动，其转动线速度并与卷绕线速度同步。
图2
2.2 主机由切刀装置、上压辊装置、牵引机构、热辊驱动机构、卷绕机构、压辊装置、电容屏定位装置等组成。
2.2.1切刀装置固定于带导轨电缸上的滑块上。电缸安装于固定臂上。伺服电机驱动电缸上滑块带动切刀实现左右移动，按被切纸带宽度进行双边准确定位，同时圆刀被动旋转切纸。移动限位及零点通过安装于缸体上的磁性开关实现；
2.2.2转轴固定于左右主墙板上，左右两端气缸同步驱动转臂带动压辊压靠于牵引棍上，保证牵引辊牵引纸带可靠。压辊表面包胶处理；热辊轴承座安装于墙板顶端。两热辊分别由伺服电机、经减速机通过万向联轴器驱动同向转动，并与卷绕线速度同步；
2.2.3牵引辊安装于左右墙板上，驱动电机安装于底座上，伺服电机通过减速机经同步带驱动牵引辊旋转。其牵引速度通过触摸屏设定，同时通过主机上的下荷重辊两端的张力传感器自动检测前端放卷张力和上荷重辊两端的张力传感器自动检测后端收卷张力，来自动控制放卷速度和收卷速度，以保证前端放卷张力和后端收卷张力各自大小不变；
2.2.4热辊轴承座安装于墙板顶端。两热辊分别由伺服电机、经减速机通过万向联轴器驱动同向转动，并与卷绕线速度同步；
2.2.5压辊由气缸通过同步带带动沿导轨上升、下降，压辊对芯轴的压力大小通过通过气缸压力在一定范围内调整；同时采用编码器检测压辊实际上升位置，从而确定卷绕直径的大小。
2.2.6芯轴铝管的驱动采用一端驱动。卷绕动力轴安装于左端卷绕支架上，由伺服电机经减速机通过同步带驱动旋转，实现纸带的自动卷绕，卷绕速度通过上荷重辊上的张力传感器检测，并将信号上传蒙特福张力控制器，来控制收卷伺服电机转速，以匹配牵引线速度，确保收卷过程中纸带张力恒定，为了保证在绕制过程中卷绕轴始终和两热辊相切，系统由伺服电机经减速机通过滚珠丝杠驱动绕芯轴上下移动，通过软件使卷绕芯轴随巻径的变化自动上移，上下限位及零位控制通过接近开关实现。同时上压辊通过气缸放下落至卷绕芯轴上，通过调整气缸压力让压辊压紧芯轴，确保细长芯轴卷绕刚性，提高纸带卷绕质量。
2.2.7电容器定位板固定于电缸滑块上，滑块由伺服电机经减速机通过同步带驱动，实现电容屏定位板的准确定位，方便人工卷入电容屏。电缸两端限位和零位控制采用接近开关。
2.3油箱油温由电加热管加热，温度通过温控仪、热电偶控制。热辊中热油通过进油管道由油泵经过进回油器送入，通过阀调节控制流量，在进油压力作用下油经回油管路自动汇入油箱，热油不断循环保证两热辊趋于恒定设定温度。
2.4控制系统采用西门子PLC作为总控制单元，触摸屏作为人机界面，总控制单元通过控制各个功能模块来控制系统协调动作。同时在触摸屏上动态显示各项信息和数据。
3 结束语
这种3米套管绕制机是我国至今还未全面掌握的新技术，全面掌握该项新技术，可彻底消除油浸纸电容式套管在电力运行维护上给用户带来的不便，具有较高的经济效益和社会效益。在国内逐步掌握、完善该新技术、新工艺的同时，还应为该设备的更加完善而考虑，如：增加激光定位机构、芯轴转角定位的方法等进行更合理的设计研究和制造，使套管绕制设备更好的为电力行业服务，为今后研制该类型系列化的电力行业专用制造设备打下一个良好的基础。
[参考文献:]
蒙特福张力传感器使用手册
安川伺服驱动器使用手册
湖北行星传动设备有限公司伺服减速机使用手册
机械设计手册第三版第一卷 化学工业出版社
机械设计手册第三版第三卷 化学工业出版社
论文作者:杨小红 马武平 马志和,杨超,
论文发表刊物:《科技中国》2018年5期
论文发表时间:2018/8/10
标签：卷绕论文; 纸带论文; 荷重论文; 套管论文; 同步带论文; 气缸论文; 线速度论文; 《科技中国》2018年5期论文;