RU2397566C1 - Electromagnet coil assembly method - Google Patents
Electromagnet coil assembly method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2397566C1 RU2397566C1 RU2009127987/09A RU2009127987A RU2397566C1 RU 2397566 C1 RU2397566 C1 RU 2397566C1 RU 2009127987/09 A RU2009127987/09 A RU 2009127987/09A RU 2009127987 A RU2009127987 A RU 2009127987A RU 2397566 C1 RU2397566 C1 RU 2397566C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parts
- sections
- bonding agent
- electromagnet coil
- glue
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 23
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 abstract 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 230000005461 Bremsstrahlung Effects 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 229920006335 epoxy glue Polymers 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Electromagnets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу сборки электромагнитов с аксиальной симметрией магнитного поля и может быть использовано при изготовлении электромагнитов бетатронов.The invention relates to a method for assembling electromagnets with axial symmetry of a magnetic field and can be used in the manufacture of betatron electromagnets.
Бетатрон - импульсный циклический ускоритель электронов, который используется, например, для генерации коротких импульсов тормозного излучения.Betatron is a pulsed cyclic electron accelerator, which is used, for example, to generate short pulses of bremsstrahlung.
Катушка электромагнита бетатрона предназначена для генерации импульсного магнитного поля, которое ускоряет пучок электронов в вакуумной камере бетатрона.The betatron electromagnet coil is designed to generate a pulsed magnetic field that accelerates the electron beam in the betatron's vacuum chamber.
Известен электромагнит безжелезного бетатрона (А.И.Павловский и др. «Сильноточные безжелезные бетатроны», ДАН СССР, 1965 г., т.160, №1, стр.68-70). Катушка электромагнита образована расположенными соосно двумя плоскими спиральными обмотками и соленоидом между ними, концы которого соединены с внутренними концами плоских спиральных обмоток. Обмотки расположены в спиральных канавках несущего диэлектрического каркаса, состоящего из цилиндрической части, на торцах которой закреплены дисковые части.The electromagnet of the ironless betatron is known (A.I. Pavlovsky et al. "High-current ironless betatrons", DAN USSR, 1965, v. 160, No. 1, pp. 68-70). The electromagnet coil is formed by coaxially located two flat spiral windings and a solenoid between them, the ends of which are connected to the inner ends of the flat spiral windings. The windings are located in the spiral grooves of the supporting dielectric frame, consisting of a cylindrical part, at the ends of which the disk parts are fixed.
Недостатком данного устройства является низкая механическая прочность катушки электромагнита, которая ограничивает максимально достижимую индукцию магнитного поля, создаваемого электромагнитом бетатрона. Механическая прочность катушки электромагнита во многом зависит от способа склеивания деталей каркаса катушки.The disadvantage of this device is the low mechanical strength of the electromagnet coil, which limits the maximum achievable induction of the magnetic field generated by the betatron electromagnet. The mechanical strength of the coil of an electromagnet largely depends on the method of bonding parts of the coil frame.
При попытке склеивания разъемных частей каркаса катушки электромагнита путем нанесения клея на склеиваемые поверхности тонким слоем и их сжатия оказалось, что попавший между ними воздух образует непроклеенные полости, достигающие иногда 80% от склеиваемой поверхности. Поэтому данная попытка не обеспечивала высокой механической прочности каркаса. Необходимо было найти способ склейки, обеспечивающий отсутствие непроклеенных участков.When trying to glue the detachable parts of the coil of the electromagnet coil by applying glue to the surfaces to be glued with a thin layer and compress them, it turned out that the air trapped between them forms non-glued cavities, sometimes reaching 80% of the surface being glued. Therefore, this attempt did not provide high mechanical strength of the frame. It was necessary to find a gluing method that ensured the absence of non-glued sections.
При создании данного изобретения решалась задача разработать способ изготовления катушки электромагнита бетатрона, позволяющий улучшить ее механическую и электрическую прочность.When creating the present invention, the problem was solved to develop a method for manufacturing a betatron electromagnet coil, which allows to improve its mechanical and electrical strength.
Техническим результатом данного изобретения является повышение механической прочности катушки электромагнита путем повышения качества склеивания деталей каркаса, имеющих сложную форму.The technical result of this invention is to increase the mechanical strength of the electromagnet coil by improving the bonding quality of the frame parts having a complex shape.
Технический результат достигается тем, что в способе сборки катушки электромагнита, включающем склеивание двух деталей каркаса, каждая из которых состоит из соосно соединенных дискового и цилиндрического участков, причем на одной из деталей в спиральные канавки уложены обмотки, путем нанесения клея на одну из деталей, соединения склеиваемых деталей с последующим приложением к ним усилия сжатия, новым является то, что между цилиндрическими участками деталей оставляют зазор, клей наносят с избытком в виде кольцевого валика на поверхность дисковых участков детали с уложенной обмоткой на расстоянии 1/3-1/2 радиального размера диска от цилиндрического участка, по мере растекания клея постепенно увеличивают усилие сжатия, при этом вытекающий клей удаляют.The technical result is achieved by the fact that in the method of assembling the coil of an electromagnet, including gluing two parts of the frame, each of which consists of coaxially connected disk and cylindrical sections, and on one of the parts in the spiral grooves the windings are laid by applying glue to one of the parts, connecting the parts to be glued, followed by the application of compression forces to them, it is new that a gap is left between the cylindrical sections of the parts, the adhesive is applied in excess in the form of an annular roller on the surface disk portions laid winding parts with a distance of 1 / 3-1 / 2 the radial dimension of the disk from the cylindrical portion, as the glue spreading gradually increasing compression force, the resultant adhesive was removed.
Между цилиндрическими участками обеспечивают зазор не менее 0,25-0,5 мм. Клей наносят из расчета 1-2 кг/м2. Максимальное усилие сжатия F=S·P, где S - площадь соприкосновения дисковых участков деталей, м2, а Р=104-1,2·104 Па.Between the cylindrical sections provide a gap of at least 0.25-0.5 mm. Glue is applied at the rate of 1-2 kg / m 2 . The maximum compression force is F = S · P, where S is the contact area of the disk sections of the parts, m 2 , and P = 10 4 -1.2 · 10 4 Pa.
Первоначально при склеивании деталей каркаса, каждая из которых состоит из соосно соединенных дискового и цилиндрического участков, клей наносили равномерно на всю склеиваемую поверхность, одну деталь складывали с аналогичной по форме деталью и прикладывали усилие сжатия. Для обеспечения механической и электрической прочности должна быть проклеена как плоская (дисковая) так и цилиндрическая поверхность склеиваемых деталей. При попытке увеличить индукцию магнитного поля в электромагните склеенные таким образом детали катушки опытного образца электромагнита не выдержали при испытании возникающих сил и разорвались по плоскости склеивания.Initially, when gluing carcass parts, each of which consists of coaxially connected disk and cylindrical sections, glue was applied uniformly to the entire surface to be glued, one part was folded with a similar part in shape and a compressive force was applied. To ensure mechanical and electrical strength, both a flat (disk) and a cylindrical surface of the parts to be glued should be glued. When trying to increase the magnetic field induction in the electromagnet, the details of the coil of the prototype electromagnet glued in this way did not stand up when testing the arising forces and were torn along the gluing plane.
При исследовании причин разрушения электромагнита выяснилось, что большая часть поверхностей (до 80%) склеиваемых деталей не подвергалась склейке из-за наличия воздушных пустот. Пустоты появились в результате закупорки зазоров между деталями заранее нанесенным клеем, как только одна деталь начинает соединяться с другой.When studying the causes of the destruction of the electromagnet, it turned out that most of the surfaces (up to 80%) of the parts to be glued were not glued due to the presence of air voids. The voids appeared as a result of clogging of the gaps between the parts with pre-applied glue, as soon as one part begins to connect to another.
В предлагаемом способе склеивания клей наносится в виде кольцевого валика на деталь, в спиральных канавках которой уложены обмотки катушки, на расстоянии 1/3-1/2 радиального размера диска от цилиндрического участка. Выбор места нанесения клея на дисковый участок детали катушки зависит от высоты цилиндрического участка катушки. При этом для надежного склеивания цилиндрического участка между цилиндрическими участками склеиваемых деталей обеспечивается зазор. Клей берется с некоторым избытком к тому количеству, которое необходимо для образования клеевого шва. При наложении второй детали клей под весом детали начинает растекаться в радиальном направлении к оси и к периферии, заполняя неровности и проклеивая дисковый участок. По мере растекания клея на склеиваемые детали увеличивается нагрузка в осевом направлении (на склеиваемые детали накладывается груз - стальные диски).In the proposed gluing method, the adhesive is applied in the form of an annular roller on a part, in the spiral grooves of which the coil windings are laid, at a distance of 1 / 3-1 / 2 of the radial size of the disk from the cylindrical section. The choice of place for applying glue to the disk section of the coil part depends on the height of the cylindrical section of the coil. In this case, for reliable bonding of the cylindrical section between the cylindrical sections of the parts to be glued, a gap is provided. The glue is taken with some excess to the amount that is necessary for the formation of the glue line. When applying the second part, the adhesive under the weight of the part begins to spread in the radial direction to the axis and to the periphery, filling in the bumps and gluing the disk section. As the glue spreads, the axial load increases on the parts to be glued (a load is applied to the parts to be glued - steel disks).
При этом заполнение зазоров клеем происходит беспрепятственно, поскольку ничто не препятствует выходу воздуха из зазоров наружу.At the same time, the gaps are filled with glue without hindrance, since nothing prevents the exit of air from the gaps to the outside.
По мере вытекания клея на периферии дисков и между цилиндрическими участками, он удаляется, при этом удаляются и пузырьки воздуха, захваченные излишками клея.As the glue flows out on the periphery of the disks and between the cylindrical sections, it is removed, and air bubbles trapped in excess glue are also removed.
На чертеже схематично изображен продольный разрез катушки электромагнита, гдеThe drawing schematically shows a longitudinal section of a coil of an electromagnet, where
1 - нижняя деталь каркаса с нарезанными спиральными канавками и уложенными в них обмотками;1 - the lower part of the frame with cut spiral grooves and windings laid in them;
2 - обмотка;2 - winding;
3 - верхняя деталь каркаса;3 - the upper part of the frame;
4 - валик клея (стрелками показано направление растекания клея);4 - glue roller (arrows indicate the direction of spreading of glue);
F - усилие сжатия.F is the compression force.
Способ сборки катушки электромагнита заключается в укладке обмотки 2 в спиральные канавки одной из деталей 1 каркаса, состоящей из соосно соединенных дискового и цилиндрического участков, нанесении клея на поверхность этой детали с избытком в виде кольцевого валика 4 на расстоянии 1/3-1/2 радиального размера диска от цилиндрического участка, соединении с другой деталью каркаса 3 и приложении к ним усилия сжатия. По мере растекания клея постепенно увеличивают усилие сжатия, при этом вытекающий клей удаляют.The method of assembly of the electromagnet coil consists in laying the winding 2 in the spiral grooves of one of the frame parts 1, consisting of coaxially connected disk and cylindrical sections, applying glue to the surface of this part in excess in the form of an annular roller 4 at a distance of 1 / 3-1 / 2 of the radial the size of the disk from the cylindrical section, connecting to another part of the frame 3 and applying a compressive force thereto. As the glue spreads, the compression force is gradually increased, while the resulting glue is removed.
В примере реализации предлагаемого способа диаметр склеиваемых дисков катушки электромагнита бетатрона 970 мм. Детали каркаса выполнены из стеклотекстолита. Обмотка выполнена медным изолированным проводом прямоугольного сечения. Детали каркаса склеиваются эпоксидным клеем ЭЛ-20. Зазор между цилиндрическими участками катушки электромагнита 0,25 мм. Нагрузка осуществляется постепенным наложением на склеиваемые детали нескольких металлических дисков, суммарный вес которых составляет 800 кг. Расход клея (1,5 кг/м2) берется с избытком исходя из толщины клеевого слоя (~0,5 мм) и подбирается экспериментально.In an example implementation of the proposed method, the diameter of the bonded disks of the betatron electromagnet coil is 970 mm. Frame details are made of fiberglass. The winding is made of a copper insulated wire of rectangular cross section. The frame details are glued together with EL-20 epoxy glue. The gap between the cylindrical sections of the coil of the electromagnet 0.25 mm The load is carried out by gradually applying several metal discs with a total weight of 800 kg to the parts to be glued. Glue consumption (1.5 kg / m 2 ) is taken in excess based on the thickness of the adhesive layer (~ 0.5 mm) and is selected experimentally.
Предложенный способ был проверен на макете, верхняя деталь у которого была изготовлена из прозрачного материала, и при испытании опытного образца качество склейки оказалось хорошим. Практически было проклеено 100% поверхности.The proposed method was tested on a prototype, the upper part of which was made of transparent material, and when testing the prototype, the gluing quality was good. Almost 100% of the surface was glued.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009127987/09A RU2397566C1 (en) | 2009-07-20 | 2009-07-20 | Electromagnet coil assembly method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009127987/09A RU2397566C1 (en) | 2009-07-20 | 2009-07-20 | Electromagnet coil assembly method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2397566C1 true RU2397566C1 (en) | 2010-08-20 |
Family
ID=46305630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009127987/09A RU2397566C1 (en) | 2009-07-20 | 2009-07-20 | Electromagnet coil assembly method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2397566C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2663813A (en) * | 1949-12-02 | 1953-12-22 | Bbc Brown Boveri & Cie | Magnetic induction accelerator |
| SU1737548A1 (en) * | 1990-01-30 | 1992-05-30 | Всесоюзный Заочный Политехнический Институт | Method of automatic assembling a a magnetic system electromagnetic relay with a coil-core unit |
| SU1106438A1 (en) * | 1983-01-24 | 1994-02-15 | Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова | Electromagnet for inductive accelerator of charged particles |
| SU1360566A1 (en) * | 1986-02-27 | 1997-01-27 | Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова | Electromagnet for induction accelerator of electrons |
| WO2008052614A1 (en) * | 2006-10-28 | 2008-05-08 | Smiths Heimann Gmbh | Betatron comprising a contraction and expansion coil |
| RU2339192C1 (en) * | 2007-03-05 | 2008-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ФОТОН" | Betatron electromagnet |
-
2009
- 2009-07-20 RU RU2009127987/09A patent/RU2397566C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2663813A (en) * | 1949-12-02 | 1953-12-22 | Bbc Brown Boveri & Cie | Magnetic induction accelerator |
| SU1106438A1 (en) * | 1983-01-24 | 1994-02-15 | Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова | Electromagnet for inductive accelerator of charged particles |
| SU1360566A1 (en) * | 1986-02-27 | 1997-01-27 | Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова | Electromagnet for induction accelerator of electrons |
| SU1737548A1 (en) * | 1990-01-30 | 1992-05-30 | Всесоюзный Заочный Политехнический Институт | Method of automatic assembling a a magnetic system electromagnetic relay with a coil-core unit |
| WO2008052614A1 (en) * | 2006-10-28 | 2008-05-08 | Smiths Heimann Gmbh | Betatron comprising a contraction and expansion coil |
| RU2339192C1 (en) * | 2007-03-05 | 2008-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ФОТОН" | Betatron electromagnet |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПАВЛОВСКИЙ А.И. И ДР. Сильноточные безжелезные бетатроны. - ДАН СССР, 1965, т.160, №1, с.68-70. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5406275B2 (en) | Composite laminate with self-healing layer | |
| CN113595358B (en) | Method for modifying vortex interactions | |
| CN1328690A (en) | Three-phase transformer | |
| CN102282635B (en) | Gapped magnet core | |
| RU2397566C1 (en) | Electromagnet coil assembly method | |
| CN102597508B (en) | Method for producing a magnetic system comprising a pole wheel | |
| JP6335305B2 (en) | Molded transformer | |
| JP2013502080A (en) | Solid insulator for fluid-filled transformer and method of manufacturing the same | |
| US20170012489A1 (en) | Flywheel Assembly | |
| TW569267B (en) | Method and paste for joining cut surfaces of ferrite cores for fluorescent lamps | |
| CN102741039A (en) | Method for making a connecting rod made of a composite material comprising a reinforced yoke | |
| CN105436500A (en) | Radial powder compacting device and method based on electromagnetic pulses | |
| JP2017506488A (en) | Flywheel assembly | |
| CN102625879A (en) | magnetic ring | |
| US20190085884A1 (en) | Method for creating a high Tensile Strength Joint for Connecting Rods and Fittings | |
| ATE419109T1 (en) | REPAIR PROCEDURE | |
| EP3097631A2 (en) | Flywheel assembly | |
| CN106165033B (en) | Three-dimensional transformer using removable and insertable winding cores and method for producing the same | |
| CN109075642A (en) | Insulation system manufacturing method, insulation system and rotating electric machine | |
| RU2014135596A (en) | TEMPORARY RETAINING OF THE METAL SHEET ON THE FORM WITH THE help of MICROWELDS | |
| CN101674514A (en) | Speech coil framework | |
| EP0970490B1 (en) | A core for a controllable inductor and a method for producing thereof | |
| RU2698472C1 (en) | Winding vertical assembly | |
| CN107240486A (en) | Exoskeletal inductor | |
| CN102422365A (en) | Method for producing a disc winding |