一种特高压变压器地屏冷压机的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种特高压变压器地屏冷压机，包括压板平台、升降小车以及自动控制系统，所述的压板平台包括固定托架、安装于固定托架上方的支板、沿支板高度方向由下而上设置于支板内侧的固定托板以及至少一个气控托板、分别设置于各个托板上方的压板；所述的升降小车包括小车上平台、升降导向系统、小车下平台以及小车行走系统；所述的自动控制系统包括用于控制小车升降高度及小车行走位置的PLC控制器及限位装置。用PLC自动控制程序，用升降小车的自动升降来替代行车，将需行车工及多人配合完成的工作改为单人触摸屏式操作，化繁为简，自动完成取地屏和压地屏的工艺过程。
【专利说明】
一种特高压变压器地屏冷压机
技术领域
[0001]本实用新型涉及变压器专用地屏的制作设备，具体涉及一种特高压变压器地屏冷压机。
【背景技术】
[0002]地屏是俗称，图纸名称为铁芯屏蔽，是一种需要接地的屏蔽，也称为接地屏蔽或接地屏，在变压器产品中放置在铁芯柱与内线圈之间起屏蔽作用。本文中特指在一层I毫米的绝缘纸板上粘接若干用0.12毫米折边纸槽包裹的0.05毫米铜箔，用一根铜带连接起来，并在一端焊接带接地线的接线端子，然后再整体覆盖粘贴两层0.075毫米的高密度纸的结构。
[0003]目前，公司地屏制作是采用地屏冷压工装，分为两部分地屏压板和地屏底板，需与行车配合使用。
[0004]现有工艺过程:安装吊具并扶持-行车吊开地屏压板-放置特定位置-铺放地屏-行车吊回地屏压板-多人扶持平稳降落到地屏上-拆卸吊具-压服地屏-地屏胶液固化并定型_安装吊具-行车吊开地屏压板-取出地屏用于产品-行车吊回地屏压板。
[0005]目的是利用地屏压板自身重量压服地屏，将若干用折边纸槽包裹的铜箔定型粘结到高密度纸和绝缘纸板之间，待一定时间胶液固化地屏定型后，再用行车将地屏压板吊开，取出地屏用于变压器制造中。
[0006]上述地屏制作方式存在以下问题:一、手工配合行车的方式，需多人配合操作，工作效率低;二、每次只能压制同一尺寸的单层地屏，占地面积大，厂房利用率低;三、由于行车性能及压板吊装方式所限，地屏压板吊运中平稳性较差，容易对具有超薄多层粘接结构的地屏造成不易发现的绝缘损伤；四、行车吊运压板从上方下压，操作者必需在下方扶持就位，安全性差;五、需等待和占用行车资源，自动化程度低无法形成流水线作业。
【发明内容】
[0007]针对上述问题，本实用新型提供一种利用设备替代手工，可大幅提升效率并消除人为因素对产品质量的影响，还可以进一步保证产品质量稳定性的特高压变压器地屏冷压机。
[0008]—种特高压变压器地屏冷压机，包括压板平台、升降小车以及自动控制系统，所述的压板平台包括固定托架、安装于固定托架上方的支板、沿支板高度方向由下而上设置于支板内侧的固定托板以及至少一个气控托板、分别设置于各个托板上方的压板;所述的升降小车包括小车上平台、升降导向系统、小车下平台以及小车行走系统;所述的自动控制系统包括用于控制小车升降高度及小车行走位置的PLC控制器及限位装置。
[0009]每层压板均搭放在其下方的托板上，当升降小车的小车上平台升起时托起上部的压板，将地屏压服方式由原有的上压式改为下托式，安全性好。
[0010]在每层压板下方均放置有一层地屏，升降小车用于将完成压服的地屏载出，操作人员将地屏取下用于产品；升降小车可将空压板(最上层压板除外)载出，操作人员可以在上面铺放地屏;将铺放完的地屏载入起升顶起上部压板，上部压板的重量会对地屏施加稳定的压力，并在PLC控制器输入压服时间，到达设定的压服时间可利用蜂鸣器提示报警，取出地屏了。
[0011]优选的，所述的固定托板上方设有第一气控托板和第二气控托板，固定托板、第一气控托板和第二气控托板上方分别放置有第一压板、第二压板和第三压板。
[0012]在升降小车上平台上放置有第一层地屏；第一压板上放置有第二层地屏；第二压板上放置有第三层地屏。三层压板和对应的托板错列布置，可通过控制不同气控托板的伸出和缩回，实现任意取、压三层地屏中任意一层，同时其它层地屏仍能保持压服状态。
[0013]小车上平台是由型钢框架及上部厚钢板组焊而成，上部钢板平面经机加工而成，平面度较好，作为第一层地屏放置的底板。小车上平台底部与升降导向系统用螺栓联结。小车下平台是支撑框架，上部是升降导向系统基座，下部是小车行走系统安装支架。小车上下平台通过升降导向系统连接在一起，在小车行走系统的驱动下自动运行，并由PLC控制器控制器升降高度及出入位置。
[0014]所述支板上安装有气缸座，气缸座上固定有为第一气控托板、第二气控托板提供伸缩动力的双轴气缸。支板通过联结螺栓装配在固定托架上，每个支板上有两组错列分布的双轴气缸，通过螺钉装在气缸座上，气缸座用螺栓固定在支板上，气缸垫板设置于双轴气缸下方起调节高度的作用。支板上设置有矩形槽，气控托板在矩形槽内滑动，并通过螺钉紧固在气缸轴上，由气缸提供伸缩动力。
[0015]所述的升降导向系统包括连接于小车上平台与小车下平台之间的具有导向功能的导柱以及控制小车升降的丝杠升降机。小车上平台底部与升降导向系统用螺栓联结，随丝杠升降机升降到需要高度。升降导向系统的包括四个丝杠升降机和四根导柱，四个丝杠升降机由同一行走电机驱动以保持同步，同时四个导柱的导向可保证上平台平稳上升。压板由安装于升降小车上的丝杠升降机及导柱控制平稳上升，可对地屏施加均衡压力，避免吊运不稳造成地屏损伤等现象。自动控制系统给出信号则丝杠升降机通过螺杆旋转会自动起升或下降，并由接近开关或光电开关来控制行程。
[0016]所述的小车行走系统包括行走电机、齿轮联轴器、轮组以及轨道。
[0017]小车行走系统设有声光报警装置、轮组外侧有防护、移动部件涂警戒色。小车行程控制采用电气程序和机械双重控制。如果内位或外位接近开关未动作，轨道上设计了机械限位会阻止小车脱离轨道运行。
[0018]所述的限位装置包括分别安装在轨道始端、轨道末端及固定托架上方的第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关，分别设置在小车下平台及小车上平台之间用于下限位和上限位的第四接近开关及第五接近开关；还包括设于固定托架首端两侧的第一光电开关、设于固定托架尾部中间位置的第二光电开关及与其配合的设于第一压板尾部中间位置的光控挡板。
[0019]接近开关共有五处，轨道两端各安装一组，主要用于控制升降小车在内、外位自动停止，其次是自检合格的条件之一。第一个接近开关安装在轨道起始端，它的作用是升降小车进入压板平台下到达内位时，会自动停止，另外作为安全互锁的条件之一，如果自动检测发现不满足升降小车在内位的要求，则气控托板的缩回动作不会被执行(目的是避免压板坠落事故的发生，要求压板下方必须有升降小车方可执行气孔压板的缩回让压板落到升降小车上，而不会坠落到地面上)。作为小车手动转自动运行的初始状态，如果自动检测发现不满足小车在内位的要求，则不允许转自动程序，是为了防止误操作。第二个接近开关安装在轨道末端，它的作用是升降小车开出至压板平台下方对应的位置时自动停止，此时小车上平台完全位于压板平台外面，方便操作者进行铺放或取下地屏的操作。第三个接近开关安装在固定托架上部，第三压板升到额定高度时发出信号，升降小车停止上升。小车下平台和可升降的小车上平台间安装有第四接近开关和第五个接近开关。第四接近开关作为下限位开关，用于发出信号使小车上平台自动停止下降。第五接近开关作为上限位开关，属于备用安全措施，一般不会启动。只有当第三接近开关或光电开关失灵时，为避免丝杠升降机上升超出额定值，可能会造成设备损坏而设定的。光电开关主要解决了升降小车出入时压板和固定托板可能发生的碰撞问题。第一光电开关安装在固定托架进口端两侧，为了解决升降小车开入时干涉问题。因铺放地屏时小车上平台会降低到最低位方便操作，返回时第一压板可能和固定托板发生摩擦碰撞，因此入口处设置第一光电开关，保证第一压板高于固定托板10mm，升降小车方可开入。光控挡板安装在第一压板尾部中间位置，第二光电开关安装在固定托架尾部中间位置，当升降小车在内位时，为了避免第一压板开出时与固定支架发生碰撞或摩擦，当第一压板的光控挡板挡住第二光电开关时，发出信号丝杠升降机自动停止，保证第一压板高于固定托板1mm时升降小车允许开出。
[0020]自动控制系统可分为自动控制模块和手动控制模块，为便于实现自动控制模块与操作者的人机交互功能，所述的PLC控制器连接有触摸屏控制面板。手动控制模块作为自动控制辅助使用，用于设备因故断电或检修等特殊情况。整个地屏制作工艺过程可通过触摸屏控制面板进行状态实时监测显示，通过人机交互程序来实现自动化作业。
[0021]在所述的支板上还安装有防坠托板及起机械限位作用的安全挡板。为了防止气控托板失控时压板坠落，在支板上焊接了对应第二压板与第三压板的防坠托板。安全挡板起机械限位作用，属于安全措施，一般不会使用。目的是避免压板与托板位置偏差过大，正常情况下控制系统的接近开关会自动限定压板位置，当控制系统失灵时安全挡板起到机械限位作用。
[0022]本实用新型具有如下优点:
[0023]一、采用PLC自动控制程序，用升降小车的自动升降来替代行车，将需行车工及多人配合完成的工作改为单人触摸屏式操作，化繁为简，自动完成取地屏和压地屏的工艺过程。
[0024]二、可同时压制三层不同尺寸规格的地屏，并可实现自动取压任意一层，而对其它层无影响。
[0025]三、本设计中压板为一物两用，下平面是下层地屏的压板，上平面又可作为上层地屏的底板。升降小车上平台上表面为第一层地屏;压板一上为第二层地屏;压板二上为第三层地屏。因此原来三套工装需三个压板及三个底座，现在只需三个压板及一个底座即可。原来需平铺的三套冷压工装在高度方向上整合成一套，一个工位就可实现三个工位的作用，整体结构紧凑、安装及操作方便，提高了厂房利用率。
[0026]四、地屏由安装在升降小车平台上的丝杠升降机及导柱控制平稳上升，自动将上部压板顶起，不需多人扶持就位，也不存在行车吊运不稳造成的绝缘损伤等问题，保证了产品质量的稳定性。
[0027]五、将压服结构由原来下压式改为托举式结构。行车吊运压板从上方下压，需多人在下方扶持与行车工配合操作，易造成压伤等安全事故。现在改为地屏从下方自动上升，顶起上部压板，无需操作者扶持及操作，系统可自动完成压服过程。安全性和效率都大为提升。
[0028]六、取放地屏时由升降小车将地屏从压板下开出，并降低到操作者适宜高度再进行操作，上方无行车压板等任何障碍物，安全性和工作效率都有提高。
[0029]七、为防止升降小车开出后，上部压板由于气控托板误操作造成的坠落现象，从机械和电气两个方面进行安全防护。
[0030]八、为防止由于操作者误操作造成事故，进行了电气互锁，系统首先会进行系统自检，然后再执行相关程序。比如升降小车处于外部时，应该选择“压地屏”工序，此时操作者即使选择“取地屏”工序，系统也不会执行错误程序的。同样当升降小车未在压板平台下面时，气控托板也不会执行缩回命令。
[0031]九、为防止丝杠升降机超出电气限位造成碰撞地面或起升过高等问题，安装了电气自动限位，而且增加了机械限位，下限是防撞支架上限为防过升挡板。
[0032]十、安全方面采取的措施是电气和机械双限位结构，可有效避免安全事故的发生。
【附图说明】
[0033]图1为压板平台的结构示意图；
[0034]图2为压板平台的俯视图；
[0035]图3为压板平台的A-A视图；
[0036]图4为压板平台的主视图；
[0037]图5为压板平台的B-B视图；
[0038]图6为压板平台的C-C视图；
[0039]图7为升降小车的结构示意图；
[0040]图8为升降小车的右视图；
[0041 ]图9为升降小车的仰视图；
[0042]图10为本实用新型运行过程中的高度标示图。
[0043]其中，1、固定托架，2、支板，3、固定托板，4、第一气控托板，5、第二气控托板，6、第一压板，7、第二压板，8、第三压板，9、气缸座，10、双轴气缸，11、小车上平台，12、小车下平台，13、导柱，14、丝杠升降机，15、电机，16、齿轮联轴器，17、轮组，18、防坠托板，19、安全挡板。
[0044]1(1、1(2、1(3、1(4、1(5分别为第一、第二、第三、第四、第五接近开关，1(6、1(7分别为第一、
第二光电开关。
【具体实施方式】
[0045]—种特高压变压器地屏冷压机，包括压板平台、升降小车以及自动控制系统，所述的压板平台包括固定托架1、安装于固定托架I上方的支板2、沿支板2高度方向由下而上设置于支板2内侧的固定托板3、第一气控托板4和第二气控托板5，分别设置于各个托板上方的第一压板6、第二压板7和第三压板8。所述支板2上安装有气缸座9，气缸座9上固定有为第一气控托板4、第二气控托板5提供伸缩动力的双轴气缸10。在所述的支板2上还安装有防坠托板18及起机械限位作用的安全挡板19。
[0046]所述的升降小车包括小车上平台11、升降导向系统、小车下平台12以及小车行走系统;所述的升降导向系统包括连接于小车上平台11与小车下平台12之间的具有导向功能的导柱13以及控制小车升降的丝杠升降机14。所述的小车行走系统包括行走电机15、齿轮联轴器16、轮组17以及轨道。
[0047]所述的自动控制系统包括用于控制小车升降高度及小车行走位置的PLC控制器及限位装置。所述的PLC控制器连接有触摸屏控制面板。所述的限位装置包括分别安装在轨道始端、轨道末端及固定托架上方的第一接近开关Kl、第二接近开关K2、第三接近开关K3，分别设置在小车下平台12及小车上平台11之间用于下限位和上限位的第四接近开关K4及第五接近开关K5;还包括设于固定托架I首端两侧的第一光电开关K6、设于固定托架I尾部中间位置的第二光电开关K7及与其配合的设于第一压板6尾部中间位置的光控挡板18。
[0048]结合地屏冷压机高度标示图，对地屏制作过程中的三个高度表示作如下说明:
[0049]h2_初始位:升降小车位于固定托架下方，第三压板高于第三气控托板10mm，升降小车自动停止起升，所有气控托板缩回，三层地屏均处于压服状态。此时为设备初始位置。
[0050]h1-零位:升降小车上承托着第一压板，第一压板高于固定托板10mm，升降小车自动停止升降，为升降小车出入高度位置，不会与固定托板干涉。
[0051]h0_最低位:升降小车降低到安装在小车下平台与小车上平台之间的电气下限位，此位置为最低工作位置，下部丝杠升降机的传动杆不会碰触到底面，同时也是适宜操作者取、放地屏的工作高度。
[0052]外位-升降小车完全在固定托架外面轨道最外端，此处设限位开关小车自动停止，方便进行取出或铺放地屏的工作。
[0053]内位-升降小车完全在固定托架里面轨道最内端，处于压板正下方，此处设限位开关小车自动停止，各层压板和托板相对应，保证三层托板可以可靠承托对应压板。
[0054]设备初始位置-升降小车在内位，所有气控托板处于缩回状态，升降小车托举所有压板及地屏，处于静止状态，高度处于h2位置，即压板三下表面高于三层气控托板上表面1mm0
[0055]总体操作方案分两个工艺过程:取地屏与压地屏。
[0056]一、第一层地屏工艺过程:
[0057]1.“取地屏”控制过程如下:
[0058]1.1点击触摸屏“自动”按钮即可选择自动控制模式；
[0059]1.2.旋转控制柜上的旋钮，使其对应“I”，即对应第一层地屏；
[0060]1.3.点击触摸屏“取地屏”按钮，程序自动运行；
[0061]1.3.1自动检测所有气控托板均为收缩状态，升降小车在固定托架正下方(简称内位)、压板在初始位h2，设备处于初始位置；
[0062]1.3.2升降小车丝杠升降机转动，升降小车托着上面三层压板及三层地屏整体缓慢下降；
[0063]1.3.3第一压板落到固定托板上停止下降，其上的地屏及压板重量均落在第一压板上，第二层地屏与第三层地屏仍处于压服状态，第一层地屏卸压；
[0064]1.3.4升降小车托着第一层地屏继续下降至最低位hO处自动停止；
[0065]1.3.5电机开动，小车开出到外位自动停止；
[0066]1.4.操作者开始取出或铺放第一层地屏。
[0067]2 “压地屏”控制过程如下:
[0068]2.1.点击触摸屏“自动”按钮即可选择自动控制模式；
[0069]2.2.旋转控制柜上的旋钮，使其对应“I”，即对应第一层地屏；
[0070]2.3.点击触摸屏“压地屏”按钮，程序自动运行；
[0071]2.3.1自动检测升降小车在固定托架外面(简称外位)，升降小车高度在最低位；
[0072]2.3.2电机开动，小车开入到内位自动停止；
[0073]2.3.3丝杠升降机转动，升降小车上升托起第一压板及其上所有地屏及压板，升到初始位自动停止，设备处于初始位置；
[0074]2.4在触摸屏“一层压服时间设定”处手动录入压服时间，到时间会鸣笛通知；
[0075]2.5设备整体覆盖防尘布，完成压地屏工艺。
[0076]二、第二层、第三层地屏工艺过程如下:(说明:括号内对应第三层地屏操作步骤)
[0077]1.“取地屏”控制过程如下:
[0078]1.1选择手动控制模式或自动控制模式；
[0079]1.2.旋转控制柜上的旋钮，使其对应“Π”，即对应第二层地屏(或使其对应“m”，即对应第三层地屏)；
[0080]1.3.点击触摸屏“取地屏”按钮即可，程序自动运行；
[0081]1.3.1自动检测所有气控托板均为收缩状态，小车在内位，压板在初始位h2，设备处于初始位置；
[0082]1.3.2第二气控托板(或第三气控托板)自动伸出到位；
[0083]1.3.3升降小车的丝杠升降机转动，升降小车托着上面三层压板及地屏整体缓慢下降；
[0084]1.3.4第二压板落到第二气控托板上停止下降(或第三压板落到第三气控托板上停止下降)，其上的第三层地屏及第三压板重量均落在第二压板上(或第三压板重量落在第三气控托板上)。第一层地屏与第三层地屏(或第一层地屏与第二层地屏)仍处于压服状态；
[0085]1.3.5升降小车托着第一压板及第一、二层地屏(或第一压板、第二压板及三层地屏)继续下降至零位hi处停止；
[0086]1.3.6电机开动，小车开出到外位自动停止；
[0087]1.3.7升降小车自动下降到最低位hO;
[0088]1.4.操作者可进行取出或铺放第二层地屏(或第三层地屏)等操作。
[0089]2.“压地屏”控制过程如下:
[0090]2.1.点击触摸屏“自动”按钮即可选择自动控制模式；
[0091]2.2.旋转控制柜上的旋钮，使其对应“Π”，即对应第二层地屏(或使其对应“m”，即对应第三层地屏)；
[0092]2.3.点击触摸屏“压地屏”按钮，程序自动运行；
[0093]2.3.1自动检测升降小车在固定托架外面(简称外位)，小车高度在最低位hO;
[0094]2.3.2丝杠升降机转动，升降小车托着上面的压板及地屏整体缓慢上升至零位hi处停止；
[0095]2.3.3电机开动，小车开入到内位自动停止；
[0096]2.3.4丝杠升降机转动，小车上升托起所有地屏及压板，升到初始位h2自动停止；
[0097]2.3.5第二气控托板(或第三气控托板)自动缩回，设备回归初始位置；
[0098]2.4在触摸屏“二层(或三层)压服时间设定”处手动录入压服时间，到时间会鸣笛通知；
[0099]2.5设备整体覆盖防尘布，完成压地屏工艺。
【主权项】
1.一种特高压变压器地屏冷压机，其特征在于:包括压板平台、升降小车以及自动控制系统，所述的压板平台包括固定托架、安装于固定托架上方的支板、沿支板高度方向由下而上设置于支板内侧的固定托板以及至少一个气控托板、分别设置于各个托板上方的压板；所述的升降小车包括小车上平台、升降导向系统、小车下平台以及小车行走系统;所述的自动控制系统包括用于控制小车升降高度及小车行走位置的PLC控制器及限位装置。2.根据权利要求1所述的特高压变压器地屏冷压机，其特征在于:所述的固定托板上方设有第一气控托板和第二气控托板，固定托板、第一气控托板和第二气控托板上方分别放置有第一压板、第二压板和第三压板。3.根据权利要求2所述的特高压变压器地屏冷压机，其特征在于:所述支板上安装有气缸座，气缸座上固定有为第一气控托板、第二气控托板提供伸缩动力的双轴气缸。4.根据权利要求1所述的特高压变压器地屏冷压机，其特征在于:所述的升降导向系统包括连接于小车上平台与小车下平台之间的具有导向功能的导柱以及控制小车升降的丝杠升降机。5.根据权利要求1所述的特高压变压器地屏冷压机，其特征在于:所述的小车行走系统包括行走电机、齿轮联轴器、轮组以及轨道。6.根据权利要求5所述的特高压变压器地屏冷压机，其特征在于:所述的限位装置包括分别安装在轨道始端、轨道末端及固定托架上方的第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关，分别设置在小车下平台及小车上平台之间用于下限位和上限位的第四接近开关及第五接近开关;还包括设于固定托架首端两侧的第一光电开关、设于固定托架尾部中间位置的第二光电开关及与其配合的设于第一压板尾部中间位置的光控挡板。7.根据权利要求1所述的特高压变压器地屏冷压机，其特征在于:所述的PLC控制器连接有触摸屏控制面板。8.根据权利要求1所述的特高压变压器地屏冷压机，其特征在于:在所述的支板上还安装有防坠托板及起机械限位作用的安全挡板。
【文档编号】B32B37/00GK205416649SQ201520983962
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月2日
【发明人】王朋, 仇辉, 韩志伟, 董艺冰, 陈海明, 刘序昆, 刘贵安
【申请人】山东电力设备有限公司