CN103500648A - 一种立体卷铁心变压器绕线机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体卷铁心变压器绕线机，包括机座和设置在机座上的装夹机构、传动机构、绕线支撑机构，机座上还设有辅助支撑机构，该辅助支撑机构处在装夹机构下方，通过调节操作，辅助支撑机构能够对装夹机构上的立体卷铁心进行顶起支撑。本发明在不影响绕线机正常绕线、翻转作业的前提下，对装夹机构上悬挂装配的立体卷铁心进行稳固、可靠的顶起支撑，从而分担装夹机构对立体卷铁心重量的承载，有利于降低装夹机构的结构强度要求，进而降低绕线机的制造成本；并能实现圆筒式结构的箔式线圈铜箔和层绝缘料同步绕制，降低线圈的绕制难度和引线处理难度，提高绕线效率。

Description

一种立体卷铁心变压器绕线机

技术领域

本发明涉及变压器线圈的绕制设备，具体是一种立体卷铁心变压器绕线机。

背景技术

立体卷铁心变压器的铁心是由三个几何尺寸相同的卷绕式铁心单框拼合成的三角形立体结构。它相较平面卷铁心变压器而言，具有三相磁路完全对称、节电效果显著、噪音大大降低、散热及过载能力更强、结构紧凑、体积小、生产成本低等优异性能，越来越受到用户的广泛欢迎。然而，由于立体卷铁心变压器的铁心结构完全不同于平面卷铁心变压器的铁心，平面卷铁心变压器的绕线机无法在立体卷铁心变压器的绕线作业上使用，需要针对立体卷铁心变压器的铁心结构特性单独开发适应的绕线机。

现有技术中公开了各种适用于立体卷铁心变压器的绕线机，例如中国专利文献公开的“立体卷铁心变压器绕线机”（公开号：CN 201449893，公开日：2010年5月5日），它包括机座、滑动支撑机构、铁心装夹装置和绕线传动装置，滑动支撑机构设置在机座的面板上，铁心装夹装置设置在滑动支撑机构上，绕线传动装置与铁心装夹装置上的立体卷铁心配合。它虽能适应不同规格、尺寸的立体卷铁心，可以方便实现立体卷铁心的心柱上的绕组轮换，但其将立体卷铁心仅靠铁心装夹装置上的转轴悬挂，即整个立体卷铁心的重量是由铁心装夹装置上的转轴承载的，这对转轴的结构强度提出了很高要求，不仅增加了绕线机的制造成本，况且，变压器的容量与其重量是成正比的，大容量的立体卷铁心变压器的铁心会使铁心装夹装置难以承载的，从而极易压弯铁心装夹装置的转轴，影响正常的绕线作业，甚至会带来严重的安全事故。

此外，由于立体卷铁心变压器的线圈绕制必须在封闭的立体卷铁心上绕制，这使得立体卷铁心变压器的高、低压线圈均采用圆筒式结构，线圈可由绕线机传动主轴上的主动齿轮驱动绕线模上的绕线模齿轮转动，从而完成线圈的绕制作业。然而，大容量线圈采用圆筒式结构时，在绕制的过程中，线圈绕制和引线处理均较为困难，因而一般宜采用箔式线圈结构，箔式线圈的绕制就需要层绝缘料随之同步，目前，现有技术中还未出现过铜箔与层绝缘料同步绕制的立体卷铁心变压器绕线机出现。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种既能适应于不同规格、尺寸的立体卷铁心，又能稳固、可靠地承载大容量立体卷铁心变压器的铁心，实现铜箔与层绝缘料同步绕制的立体卷铁心变压器绕线机。

本发明采用的技术方案是：一种立体卷铁心变压器绕线机，包括机座和设置在机座上的装夹机构、绕线传动机构、线料支撑机构，所述机座上还设有辅助支撑机构，该辅助支撑机构处在装夹机构下方，通过调节操作，辅助支撑机构能够对装夹机构上的立体卷铁心进行顶起支撑。

进一步的，所述辅助支撑机构为至少一个螺旋升降器；所述机座顶面设有沿装夹机构轴向方向的滑动导轨，螺旋升降器的底部滑动装配在滑动导轨上，在螺旋升降器上连接有调节螺杆，该调节螺杆装配在装夹机构的装夹支架上并延伸出装夹支架，在装夹支架外侧的调节螺杆上设有手轮。

进一步的，所述线料支撑机构主要由设在机座上相互独立的层绝缘开卷架和箔料开卷架构成，层绝缘开卷架用于悬挂层绝缘料，箔料开卷架用于悬挂铜箔，层绝缘开卷架上的层绝缘料和箔料开卷架上的铜箔分别用于绕制在装夹机构悬挂的立体卷铁心的绕线模上。

再进一步的，所述绕线机的绕线传动机构主要由气动装置、摆动支架、主轴、传动源和传动件构成，气动装置固定在机座上，气动装置的气缸通过铰轴铰连连接摆动支架和连杆，连杆的下端连接在气缸下方的支撑杆上，摆动支架的中部装配在传动支架上，摆动支架的顶端对应装夹机构，摆动支架在传动支架上的摆动动作由气动装置的气缸伸缩动作控制，主轴装配在摆动支架上，在主轴上设有与绕线模上的绕线模齿轮对应、匹配的驱动齿轮，主轴与传动件连接，传动源通过传动件驱动主轴旋转动作。

更进一步的，所述摆动支架上由低到高依次设有对铜箔导向的箔料第一导向辊、箔料第二导向辊和箔料第三导向辊，箔料第二导向辊装配在摆动支架上向外延伸出的导向支架上，箔料第一导向辊、箔料第二导向辊和箔料第三导向辊呈三角形布置。

更进一步的，所述摆动支架上设有对层绝缘料导向的层绝缘导向辊。

进一步的，所述装夹机构主要由装夹支架、中心轴、铁心翻转夹具和翻转驱动装置构成，装夹支架固定在机座上，在装夹支架顶部设有轴槽，中心轴装配在装夹支架的轴槽上，用于悬挂立体卷铁心，在中心轴上装配有翻转齿轮，铁心翻转夹具为三叉结构，用于装夹立体卷铁心，翻转驱动装置固定在装夹支架上，翻转驱动装置主要由动力源、蜗杆、蜗轮和驱动齿轮构成，蜗轮和驱动齿轮同轴装配，驱动齿轮与中心轴上的翻转齿轮对应、匹配并啮合。

再进一步的，所述装夹机构的装夹支架上设有对绕线模上的引线或铜箔压紧的摆动压辊。

更进一步的，所述摆动压辊为弯型结构，摆动压辊的下端通过扭力弹簧装配在装夹支架上，上端套装有压辊，压辊对应绕线模。

本发明的有益效果是：

1. 通过在装夹机构下方增设能够升降调节的辅助支撑机构，使在不影响绕线机正常绕线、翻转作业的前提下，对装夹机构上悬挂装配的立体卷铁心进行稳固、可靠的顶起支撑，从而分担装夹机构对立体卷铁心重量的承载，有利于降低装夹机构的结构强度要求，进而降低绕线机的制造成本；

2. 通过在机座上设置相互独立的层绝缘开卷架和箔料开卷架构成的线料支撑机构，从而对铜箔和层绝缘料形成分别支撑，实现圆筒式结构的箔式线圈铜箔和层绝缘料同步绕制，降低线圈的绕制难度和引线处理难度，提高绕线效率；

3. 通过在绕线传动机构上设置对铜箔和层绝缘料分别导向的导向辊，从而使铜箔和层绝缘料能够通过对应的绕向绕制在绕线模上，并能根据绕线模的旋转方向实现顺时针或逆时针的双向绕制，避免了铜箔和层绝缘料在绕制过程中交错缠绕等混搭而带来的一系列不利影响，进一步有效提高了绕线效率，实用性强；

本发明具有设计合理、结构简单、紧凑稳固、体积小、制造成本低、操作方便、可靠性高、实用性强等特点，应用前景好。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图中代号含义：1—气动装置；2—摆动支架；3—箔料第一导向辊；4—层绝缘导向辊；5—导向支架；6—箔料第二导向辊；7—箔料第三导向辊；8—摆动压辊；9—铁心翻转夹具；10—层绝缘开卷架；11—箔料开卷架；12—箔料压辊；13—箔料传动辊；14—机座；15—主轴；16—螺旋升降器；17—翻转驱动装置；18—链轮；19—中心轴；20—变速器；21—调节螺杆；22—滑动导轨；23—手轮；24—链条；25—支撑杆；26—电动机；27—绕线轮；28—驱动齿轮；29—装夹支架；30—绕线模；31—层绝缘传动辊；32—连杆。

具体实施方式

参见图1和图2：本发明为立体卷铁心变压器的绕线机，它包括机座14和设置在机座14上的装夹机构、绕线传动机构、线料支撑机构、辅助支撑机构。

其中，装夹机构主要由装夹支架29、中心轴19、铁心翻转夹具9和翻转驱动装置17构成。装夹支架29固定在机座14的两侧，为了适应不同规格、尺寸的铁心装夹，应将一侧装夹支架固定，另一侧滑动装配（例如导轨副结构或燕尾槽结构等）在机座14上，通过对滑动装配的装夹支架进行滑动调节进而实现两侧装夹支架29之间距离的调节；在装夹支架29顶部设有半圆形的轴槽，两侧装夹支架29上的轴槽相对应。中心轴19的两端装配在两侧装夹支架29的轴槽上，中心轴19用于悬挂立体卷铁心；在中心轴19上装配有翻转齿轮，该翻转齿轮靠近固定结构的装夹支架29。铁心翻转夹具9为三叉结构，用于装夹立体卷铁心，即铁心翻转夹具9由装配在中心轴19两端的一对三叉托板、挡板及调节件构成，三叉托板固定在中心轴19上，在三叉托板的每个叉上开有调节槽，每个叉的调节槽内通过调节螺杆连接有一个两端弯折的挡板，挡板在三叉托板上的径向位置通过调节螺杆的螺旋动作实现，每个叉上的挡板对应卡住立体卷铁心的棱角。翻转驱动装置17固定在固定结构的装夹支架29外侧，翻转驱动装置17主要由动力源、蜗杆、蜗轮和驱动齿轮构成，动力源（例如电机）固定在固定结构的装夹支架29上，动力源的输出轴与蜗杆连接，蜗杆通过轴座装配在固定结构的装夹支架29上，蜗轮和驱动齿轮同轴装配在固定结构的装夹支架29上，蜗轮与蜗杆相啮合，驱动齿轮处在固定结构的装夹支架29内侧，驱动齿轮与中心轴19上的翻转齿轮对应、匹配并啮合；在动力源输出动力后，蜗杆旋转，驱动蜗轮旋转，蜗轮带动驱动齿轮旋转，以此驱动中心轴19旋转，从而带动中心轴19上装配的立体卷铁心翻转，实现绕组轮换。为了方便线圈绕制过程中的引线焊接或铜箔焊接，在固定结构的装夹支架29上设有摆动压辊8，即摆动压辊8的下端通过转轴和扭力弹簧装配在装夹支架29上，摆动压辊8为弯型结构，摆动压辊8长度对应至绕线模30处，摆动压辊8的上端套装有压辊，压辊对应绕线模30，非工作状态的摆动压辊8可以通过限位销等限制其与绕线模30的距离。

绕线传动机构主要由气动装置1、摆动支架2、主轴15、传动源和传动件构成。气动装置1固定在机座14上，在气动装置1的底部设有与气缸同向的支撑杆25；气动装置1的气缸通过铰轴铰连连接摆动支架2下端和连杆32上端，连杆32的下端连接在气缸下方的支撑杆25上。摆动支架2为两块，布置在机座14两侧；摆动支架2的中部通过转轴装配在机座14上竖立的传动支架上，摆动支架2的顶端对应装夹机构，摆动支架2在传动支架上的摆动动作由气动装置1的气缸伸缩动作控制。主轴15通过轴承装配在两侧的摆动支架2上端，在主轴15上设有与绕线模30上的绕线模齿轮对应、匹配的驱动齿轮28；在主轴15上还设有传动齿轮，传动齿轮上连接有传动件（例如链条24）连接，传动件连接在传动源（例如带变速器20的电动机26）的输出轴传动轮（例如链轮18）上，传动源通过传动件驱动主轴15旋转动作，再通过气动装置1调节主轴15上驱动齿轮28与绕线模30上的绕线模齿轮啮合情况，进而带动绕线模30旋转绕线。为了防止绕线模30偏摆，在前述主轴15上还设有两个绕线轮27。在前述的一侧摆动支架2上由低到高依次设有对铜箔导向的箔料第一导向辊3、箔料第二导向辊6和箔料第三导向辊7，箔料第二导向辊6装配在摆动支架2上向外延伸出的导向支架5上，箔料第一导向辊3、箔料第二导向辊6和箔料第三导向辊7呈三角形布置，箔料通过在不同导向辊上的穿引，实现不同方向的绕向。在前述设有箔料导向辊的摆动支架2上还设有对层绝缘料导向的层绝缘导向辊4，该层绝缘导向辊4处在箔料第一导向辊3和箔料第三导向辊7之间。为了实现对箔料和层绝缘料的良好引导，在机座14的其它支架上（当然要求与设有导向辊的摆动支架2相对应）还可以考虑设置箔料传动辊13和层绝缘传动辊31。

线料支撑机构主要由设在机座14上相互独立的层绝缘开卷架10和箔料开卷架11构成，层绝缘开卷架10相较箔料开卷架11更靠近装夹机构，且层绝缘开卷架10的高度高于箔料开卷架11，层绝缘开卷架10用于悬挂层绝缘料，箔料开卷架11用于悬挂铜箔，层绝缘开卷架10上的层绝缘料和箔料开卷架11上的铜箔分别用于绕制在装夹机构悬挂的立体卷铁心的绕线模30上。前述层绝缘开卷架10对应设有导向辊摆动支架2的一侧设有箔料压辊12。

辅助支撑机构处在装夹机构下方，辅助支撑机构为两个螺旋升降器16。在机座14顶面设有沿装夹机构轴向方向的滑动导轨22，螺旋升降器16的底部滑动装配在滑动导轨22上；在螺旋升降器16上连接有调节螺杆21，该调节螺杆21装配在装夹机构的装夹支架29上并延伸出装夹支架29，在装夹支架29外侧的调节螺杆21上设有手轮23，通过对手轮23的旋转调节螺旋升降器16的水平位置，通过对螺旋升降器16的升降调节操作，螺旋升降器16对装夹机构上的立体卷铁心进行顶起支撑，分担装夹机构承载的立体卷铁心重量。

上述技术方案只是本发明的一个较佳实施例，除此之外，本发明的技术方案还可以是其它的，例如在背景技术中的对比文件基础上仅增设辅助支撑机构等，当然本发明采用的辅助支撑机构还可以采用液压升降器等代替。

Claims (9)

1.一种立体卷铁心变压器绕线机，包括机座（14）和设置在机座（14）上的装夹机构、绕线传动机构、线料支撑机构，其特征在于：所述机座（14）上还设有辅助支撑机构，该辅助支撑机构处在装夹机构下方，通过调节操作，辅助支撑机构能够对装夹机构上的立体卷铁心进行顶起支撑。

2.根据权利要求1所述立体卷铁心变压器绕线机，其特征在于：所述辅助支撑机构为至少一个螺旋升降器（16）；所述机座（14）顶面设有沿装夹机构轴向方向的滑动导轨（22），螺旋升降器（16）的底部滑动装配在滑动导轨（22）上，在螺旋升降器（16）上连接有调节螺杆（21），该调节螺杆（21）装配在装夹机构的装夹支架（29）上并延伸出装夹支架（29），在装夹支架（29）外侧的调节螺杆（21）上设有手轮（23）。

3.根据权利要求1所述立体卷铁心变压器绕线机，其特征在于：所述线料支撑机构主要由设在机座（14）上相互独立的层绝缘开卷架（10）和箔料开卷架（11）构成，层绝缘开卷架（10）用于悬挂层绝缘料，箔料开卷架（11）用于悬挂铜箔，层绝缘开卷架（10）上的层绝缘料和箔料开卷架（11）上的铜箔分别用于绕制在装夹机构悬挂的立体卷铁心的绕线模（30）上。

4.根据权利要求3所述立体卷铁心变压器绕线机，其特征在于：所述绕线机的绕线传动机构主要由气动装置（1）、摆动支架（2）、主轴（15）、传动源和传动件构成，气动装置（1）固定在机座（14）上，气动装置的气缸通过铰轴铰连连接摆动支架（2）和连杆（32），连杆（32）的下端连接在气缸下方的支撑杆（25）上，摆动支架（2）的中部装配在传动支架上，摆动支架（2）的顶端对应装夹机构，摆动支架（2）在传动支架上的摆动动作由气动装置的气缸伸缩动作控制，主轴（15）装配在摆动支架（2）上，在主轴（15）上设有与绕线模（30）上的绕线模齿轮对应、匹配的驱动齿轮（28），主轴（15）与传动件连接，传动源通过传动件驱动主轴（15）旋转动作。

5.根据权利要求4所述立体卷铁心变压器绕线机，其特征在于：所述摆动支架（2）上由低到高依次设有对铜箔导向的箔料第一导向辊（3）、箔料第二导向辊（6）和箔料第三导向辊（7），箔料第二导向辊（6）装配在摆动支架（2）上向外延伸出的导向支架（5）上，箔料第一导向辊（3）、箔料第二导向辊（6）和箔料第三导向辊（7）呈三角形布置。

6.根据权利要求4或5所述立体卷铁心变压器绕线机，其特征在于：所述摆动支架（2）上设有对层绝缘料导向的层绝缘导向辊（4）。

7.根据权利要求1所述立体卷铁心变压器绕线机，其特征在于：所述装夹机构主要由装夹支架（29）、中心轴（19）、铁心翻转夹具（9）和翻转驱动装置（17）构成，装夹支架（29）固定在机座（14）上，在装夹支架（29）顶部设有轴槽，中心轴（19）装配在装夹支架（29）的轴槽上，用于悬挂立体卷铁心，在中心轴（19）上装配有翻转齿轮，铁心翻转夹具（9）为三叉结构，用于装夹立体卷铁心，翻转驱动装置（17）固定在装夹支架（29）上，翻转驱动装置（17）主要由动力源、蜗杆、蜗轮和驱动齿轮构成，蜗轮和驱动齿轮同轴装配，驱动齿轮与中心轴（19）上的翻转齿轮对应、匹配并啮合。

8.根据权利要求1或7所述立体卷铁心变压器绕线机，其特征在于：所述装夹机构的装夹支架（29）上设有对绕线模（30）上的引线或铜箔压紧的摆动压辊（8）。

9.根据权利要求8所述立体卷铁心变压器绕线机，其特征在于：所述摆动压辊（8）为弯型结构，摆动压辊（8）的下端通过扭力弹簧装配在装夹支架（29）上，上端套装有压辊，压辊对应绕线模（30）。

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