淺析創新思維在線圈包膠帶領域的應用

摘?要：文章對于燃氣比例閥電磁線圈包膠帶效率低、合格率低、成本高的行業難題進行探討分析，通過了解、分析該領域相關企業的工藝方式，進行綜合性的分析對比后，借助于各種實驗驗證，研究出一種全新的工藝方式，再結合機械設計創新、自動化控制，徹底解決了行業難題，不僅提高了生產效率、產品質量，還降低了生產成本。

關鍵詞：創新思維;機械設計;自動化

一、 引言

在燃氣熱水器中，有一種燃氣比例閥，其電磁線圈在繞制好后需要在線圈表層包一種環氧樹脂膠帶，將線圈表層漆包線完全覆蓋，以實現絕緣、耐高溫、耐高濕的目的;為了保證包膠帶的質量，目前熱水器行業內主要采用手工作業方式，導致工作效率低，生產成本高，產品合格率受人為因素影響較大等問題。因此，如何提高包膠帶的效率、合格率、質量，已經成為燃氣比例閥領域迫切需要解決的問題之一。

二、 傳統包膠帶工藝方式分析

在線圈制作行業，為了提高生產效率、減少物料周轉次數、減少人員配置等，包膠帶工序經常會被集成在繞線機上，以實現全自動的作業效果，通過參照繞線的原理，形成了自動包膠帶的工藝方式，線圈旋轉，膠帶從動供給。

三、 傳統工藝方式在燃氣比例閥領域的應用效果分析

（一）燃氣熱水器內部是一個特殊的環境，天然氣燃燒時的熱量使機器內部是一個高溫

的環境，換熱器在換熱的過程中產生的冷凝水，使機器內部是一個潮濕的環境，這

些因素決定了比例閥線圈須具有絕緣、耐高溫、耐高濕的性能，環氧樹脂膠帶在固

化后要完全覆蓋漆包線。

（二）線圈在繞線過程中，受骨架尺寸一致性、漆包線外徑一致性等因素的影響，最外層的漆包線排線效果很難做到平齊、均勻，有時也會出現錐形的排線效果。在利用傳統的工藝方式纏膠帶時，由于每處漆包線所需的膠帶量不一致，很容易導致膠帶往需求量大的一側偏移。

（三）為了解決膠帶偏移問題，在傳統工藝方式的條件下，進行了以下幾種方式的嘗試。

1. 增大膠帶的寬度。膠帶寬度增加后確實有效果，起初兩側都能完全覆蓋漆包線，但在完成包膠后，膠帶的兩側會慢慢地向內側卷邊，露出漆包線。

2. 提高膠帶導正的精度。在包膠的過程中，膠帶會在一個限寬的通道內進行導正，膠帶自身的寬度誤差±0.3mm，縮小導正通道尺寸后，膠帶側邊很容易與限位接觸，膠帶被擠壓拉伸變形，更容易導致膠帶在包膠時跑偏。

（四）傳統的包膠帶工藝方式不適用于燃氣比例閥的原因分析。

1. 常規線圈上包裹的膠帶以馬拉膠帶為主，其膠帶不需要加熱固化處理，厚度一般為60±5微米，質軟，適用于對膠帶包裹密封性要求不高的場合，傳統的工藝方式適用于此類膠帶，允許膠帶有一些偏移。

2. 燃氣比例閥線圈上使用的以環氧樹脂膠帶為主，厚度一般為0.2mm左右，且帶有離型紙，質地相對較硬，膠帶后期需要加熱固化處理，以達到完全密封線圈的效果，傳統工藝受漆包線排線平齊度、膠帶寬度、骨架尺寸一致性等因素影響，很難達到工藝質量要求，還是以手工包膠帶方式為主。

四、 新包膠帶工藝的分析與研究

（一）通過對影響包膠帶效果的因素逐一深入分析驗證，再結合現場實際生產情況，發現有一些變量是可以通過特殊的方式轉變為一個相對定量，這樣就可以減少包膠帶的不利因素。本著減少不可控變量的原則，重新研究了傳統工藝方式，其不適用于燃氣比例閥的根本原因是其導致的不可控變量較多，通過對這些不可控變量深入分析，得出以下結論。

1. 骨架尺寸一致性受每套模具每個模穴加工尺寸精度的影響，是固有變量，無法避免。

2. 排線平齊度受每個骨架尺寸的影響，是固有變量，無法避免。

（二）根據以上分析，對于固有變量，已無須繼續探討解決方案，問題的焦點就是如何將膠帶的寬度變為一個相對定量，針對此問題進行了以下的分析。

1. 若繼續采用傳統工藝方式，在包膠帶的過程中，膠帶是在一個限寬軌道內運動的，運動的過程是不可控的，用傳統工藝方式很難解決這個問題。

2. 反其道而思之，運用逆向思維，從傳統工藝的相反面深入思考，若能在包膠帶的過程中將膠帶固定，在包膠帶開始前將其定位好，膠帶的位置就是一個相對定量，這個方案采用常用的機械結構很容易實現。

（三）傳統工藝方式在包膠帶過程中線圈和膠帶都運動，兩個都是變量，類似于一個二元一次方程，導致無解;若在包膠帶過程中保持膠帶固定，即可減少一個變量，但為了實現包膠帶的動作，線圈必須運動，這樣就只存在一個變量，類似于一個一元一次方程，剩下的焦點就是如何控制這個變量，此即為創新思維下產生的工藝創新。

五、 新工藝方式中的應用效果分析

根據全新的工藝方式，要完成自動包膠帶的動作，設備需要有膠帶自動供料結構、膠帶自動定位機構、切刀機構、線圈驅動機構、離型紙自動收集機構、從動機構等主要機構，這些機構設計的合理性對新工藝的驗證結果起到決定性作用，所以機構的選型同樣要考慮到創新，機構越簡單，運行越穩定。

此次機械設計，得益于聯動機構的使用，使得這臺設備的結構相對簡單，運行非常平穩，自從投入使用以來，已穩定運行一年，且包膠帶合格率高達100%，降低了生產成本，徹底解決了一個行業難題。

“創新是一種技能，可以通過學習、實踐得到提高”，創新思維的應用有利于解決各種難題，但要想實現創新，就要敢于挑戰現狀，跳出現有的思維框架，同時，也要不斷地完善自己的知識體系，提高自己的知識水平和專業技能。

作者簡介：石祥利，艾歐史密斯（中國）水系統有限公司。