硅钢片套材方法改进
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关键词：铁心；硅钢片套裁；测量；校准
中图分类号：TG337.3 文献标识码：A 文章编号：
1 前言
变压器中的铁心是变压器的安装骨架和磁路，而铁心叠片（硅钢片）的套裁工作是铁心片剪切下料的前期技术准备工作，其主要工作内容是根据待加工的铁心叠片图分别计算出每种片型的总片数，确保横剪按此片数剪切以满足铁心叠积的需要，并根据生产进度和待加工铁心结构、所用硅钢片型号将多台铁心所需要不同宽度的铁心片各自的总长度进行汇总，确保纵剪按此宽度和长度开料以满足横剪切片需要。套裁计算的准确性对硅钢片的利用率、横剪工人的工作量以及设备能源的消耗有着最直接最显著的影响。
2 常规的硅钢片套裁
通常套裁计算时，硅钢片单片厚度多采用设计值（或理论值），然后在再根据铁心标准柱厚度以及叠片规格等通过手工计算，得出结果后再填写到套裁单的表格中。由于硅钢片单片厚度并不是标准厚度（常用标理论度为0.3mm），而且不同厂家、不同规格的硅钢片厚度也不一致，这就造成硅钢片实际厚度与理论厚度存在最大0.0097mm的偏差，致使套裁计算结果与实际误差较大（即每1000片的最大叠积厚度误差9.7mm，也就是33片），如果计算片数偏多，横剪切片也就偏多，叠铁后产生多片，造成浪费，还要将这些片作为废料处理，增加吊运、保存、处理等一系列的工序；如果计算片数偏少，必然要进行补片，不但增加横剪工人的工作量、叠铁工人的等待时间和卷料料头料尾的浪费，而且增加天车吊运、横剪剪切等设备、能源的消耗。
并且由于每次计算铁心的台数、片型规格、叠片厚度等不尽相同，所以每次套裁都需重新计算，计算数据冗余、重复，且变化多样；计算方式多样，极易出错，枯燥乏味；计算时间长繁琐，不能存储，整个计算过程费力、费时，极易出现错误。
3 新型硅钢片套裁
本新型套裁方法要求解决减轻套裁人员的工作量，缩短套裁时间，降低出错率，减小误差，减少原材料浪费，减少废料及废料的处理程序，减少横剪工人的工作量，减少叠铁工人的等待时间，节能降耗等常规硅钢片套裁中存在的问题。
3.1新型套裁技术方案
1）测量硅钢片单片厚度
为了获得精确的硅钢片单片厚度，我们在每一批硅钢片切铁过程中选取10组硅钢片，每组100片，在图纸规定的压强下用千分尺测量每组硅钢片的总厚度，每组等间距测量10个点，然后这一百组数据取平均值-------即本批硅钢片的单片厚度，也就是铁心套裁中选用的片厚。
2）提取套裁公式，编写程序生成电子表格
将铁心套裁的公式、算法汇总编写程序生成电子表格，将其融入电子表格中，并且增加了片数偏差校正计算，该偏差产生原因：由于铁心叠积过程中一般是按两片一叠进行叠积的，计算后的片数都舍入最近的偶数，即：
当计算的片数整数位为奇数时，则入为偶数，如83.3，则入为84；
当计算的片数整数位为偶数时，则舍为偶数，如88.6，则入为88；
由于每级片数的计算过程中总是存在舍或者入的情况，可能连续多个级都是舍或都是入，因此最终计算出铁心柱片数总厚与图纸总厚存在一定偏差，这个偏差即为片数偏差。为了减少这种偏差带的厚度影响，本新型套裁增加了片数偏差校正计算。
3.2附图说明
图1新型套裁输入部分
图2新型套裁的片数偏差校正部分
图3新型套裁计算完毕后操作工人所用的硅钢片套裁计算单（纵剪下料部分）
图4新型套裁计算完毕后操作工人所用的硅钢片套裁计算单（横剪边轭部分）
图中：①边柱、梯形轭铁各级片宽 ②边柱、梯形轭铁各组厚度 ③中柱长度 ④梭形轭铁长度 ⑤台数 ⑥硅钢片单片厚度 ⑦铁心叠片单台重量 ⑧片数偏差校正
3.3具体实施方式
以下结合附图，通过六步进铁心套裁实施例对此新型套裁作进一步说明。
在实施例中，我们选用Excel编写程序，将片数计算公式、总长计算公式、片数偏差校正等算法和部分数据融入其中，生成一个空白电子表格（也就是硅钢片套裁工具，本工具生成一次即可反复使用，移植性好，不用再次编程生成），只需在表格相应的空白部分需填写相关数据（每级片宽度、长度及厚度、片厚、台数等），每级片数（偶数）、总长、片数偏差等数据将自动生成。
图1红框中为输入的基本数据，中柱、边柱、轭铁各级片宽、片数等数据自动生成，最后片宽相同的柱轭总长度按以下公式自动汇总：
M= M1+ M2+ M3+4（单位m），其中M为各级柱轭总长度，M1为各级边柱和梯形轭铁的长度，M2为各级中柱的长度，M3为各级梭形轭铁的长度，4m为料头料尾的长度。
图2中每级厚度偏差和标准柱总厚度偏差按以下公式自动生成，并且根据校正片数的加减而变小。
每级厚度偏差计算公式为：
δi= Si×t-hi，δi为每级厚度偏差，Si为每级片数，t为硅钢片单片厚度，hi为每级厚度。
标准柱总厚度偏差计算公式为：
δΣ= SΣ×t-hΣ，δΣ为标准柱总厚度偏差，SΣ为标准柱总片数，t为硅钢片单片厚度，hΣ为标准柱总厚度。
所有基本数据输入完成后，每级片数（偶数）、总长、片数偏差等数据按我们事先编辑好的公式自动生成，然后再根据厚度偏差值，加减校正片数，红色框中为校正片数，保证铁心直径在公差范围内（δΣ值即为公差），校正后各柱轭的各级片数及汇总后的总长度自动重新计算生成（见图3、图4）。
采用本新型硅钢片套裁，只需输入最基本的几组叠片数据（每级片宽度、长度及厚度、片厚、台数等），我们所需的每级片数（偶数）、总长、片数偏差等自动算出，并且本新型套裁的片数偏差校正部分可直接显示，方便直观，这样我们就非常简捷的得到精准的套裁单（误差控制在技术标准规定的公差范围内，保证叠铁过程中不再加减片）。
4 结论
本新型硅钢片套裁克服了常规硅钢片套裁的各种缺点，具有输入数据简便、快捷、结果精确、易储存、易修改、无人工计算、智能化的优点，工作效率相对于背景技术提高了近十倍，不仅如此，而且精确的结果减少了原材料的浪费及这些被浪费的原材料的处理程序，减少横剪工人的1/10工作量，避免了叠铁工人的等待时间，减少了设备、能源的消耗。
参考文献：
【1】 赵静月.铁心制造工艺.变压器制造工艺
作者简介：
魏广建（1978-），男，河北保定人，保定天威集团特变电气有限公司机电工程工程师，主要从事变压器铁心加工生产技术工作。