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穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

环绕机绕线张力的分析

随着国内电力产业的迅猛发展，对电流互感器线圈需求量日益增大，开发电流互感器线圈绕

制设备迫在眉睫。为了满足市场的需求，我们在参考进口设备的基础上，开发出了电流互感

器环形线圈绕线机，在设计、试验过程中，我们发现，绕线机的设计关键在绕线张力的控制。

1环绕机组成

该设备由机架、放线机构、绕线机头、包带机头、夹持装置、控制系统等组成。

2工作原理

先把导线均匀的缠绕在储线环上，然后再通过梭子把缠绕在储线环上的导线缠绕在骨架

上，骨架由伺服电机带动旋转，使导线均匀地排列在骨架上。线缠绕到一定量时，再把它通

过储线环缠绕在骨架上，然后绕制。

3绕线张力的分析

通过我们不断实践发现，在绕制整个过程中，用适当的力把导线拉紧缠绕在骨架上，是

影响绕制好坏的关键所在，因此在下面我们着重说明影响绕线张力的因素。

①线梭转动部分的磨察力矩。

②线梭部分（包括缠在线梭内的导线）加速度变化引起的惯性力矩。

摩擦力矩的主要部分是由张力机构产生的，它阻止线梭的放线运动而把导线拉紧，产生

绕线张力。

由于绕线环形面及其在绕线齿轮中偏离中心位置的影响，即使是匀速绕线，线梭的运动

速度也不是均匀的，这就产生了由加速度引起的惯性力矩，影响了绕线张力。

线梭的运动速度可看作由两种速度组成：一是与绕线齿轮上的滑轮速度相等的速度Vo，

二是线梭放出导线的用量的速度，前者是常数，后者的计算如下（见图2）。

按余弦定理：y2=R2+l2-2Rlcosa，a=ωt

令R2+l2=A，Rl=B

速度：

加速度：

为了减小爱噢加速度l应该减小ω值B值

而B=Rl，

穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

所以为了减小线梭加速度，要求：

①骨架型面H要小，型面尽量靠近绕线齿轮中心即l值小。

②线梭半径R应尽量小。

③绕线速度ω不能太高（这是与提高生产效率相抵触的）。

通过图解法得出线梭速度Vx与加速度α的近似曲线，说明如下（见图2、图3）：

3.1当绕线齿轮上的小滑轮处于0°位置时，线梭的速度与小滑轮速度Vo相等，当α从

0~60°时线梭速度逐渐加快，此时有正的加速度。当α=60°~180°范围时线梭等速运动，速度为

VmVo。当α=180°~263°时线梭速度逐渐减小，此时有负的加速度。α≈263°线梭速度与滑轮

速度Vo相等，当α=263°~345°时，线梭速度继续减小，即低于Vo并有负的加速度，当α=345°

时，线梭速度为最小Vn，当α=345°~360°时，线梭速度逐渐上升即有正的加速度。

3.2在绕线齿轮为匀速转动时，线梭速度不会为零，所以摩擦张力机构始终起制动作用，

保持导线被拉紧。

3.3若Vp为线梭平均线速度；Vo为绕线齿轮上的滑轮线速度；Lo为电位器一圈导线的

周长，则Lo=（Vp-Vo）。

3.4当绕线速度ω不大：线梭半径R较小，电位器型面尺寸H也较小，型面尽量靠近绕

线齿轮中心时加速度的变化是不大的，由加速度引起的惯性力矩要小得多，所以影响绕线张

力的主要因素是摩擦力矩。

我们在Rx-05和Rx-08绕线机上使用凸轮控制摩擦张力，用以克服速度变化的影响，实

践证明没什么效果，反而机构复杂制造调整都不方便，通过对张力的分析，设计时应考虑:

①尽量减小绕线齿轮和线梭的直径。

②线梭及其传动部件的转动惯量应尽量小。

③张力机构产生的摩擦力矩要稳定。

④机床的起动和转动应平稳。