CN106952724A - 一种立式绕线机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立式绕线机，包括旋转装置和三维运动装置，所述三维运动装置用于带动旋转装置作三维运动，所述旋转装置包括下部旋转机构，所述下部旋转机构包括下旋转盘、滚珠支撑盘、以及设于下旋转盘和滚珠支撑盘之间的多个滚珠，所述滚珠支撑盘能够与卷铁心变压器的下夹件连接，滚珠支撑盘上沿圆周方向分布有滚珠安装孔，多个滚珠分别嵌于所述滚珠安装孔内，下旋转盘的下表面上设有与滚珠安装孔位置相应的轨道槽，线圈放置在下旋转盘上。该立式绕线机的出现，使现有的绕线机具备了绕制生产大中型卷铁心变压器的线圈的能力。

Description

一种立式绕线机

技术领域

本发明属于变压器制造技术领域，具体涉及一种立式绕线机，该立式绕线机特别适于卷铁心变压器进行线圈绕制时使用。

背景技术

目前，卷铁心变压器线圈的绕制基本上采用卧式绕线机，而采用这种绕线机只能绕制中小型卷铁心变压器的线圈。对于大中型卷铁心变压器线圈的绕制，因为中大型卷铁心变压器的线圈重量大、器身绝缘结构复杂，如果采用卧式绕线机绕制，则会出现线圈档位偏移的致命质量问题，因此目前本行业中对于大中型卷铁心变压器的线圈的绕制，还没有成熟的专用绕线机，从而限制了大中型卷铁心变压器的生产制造。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种能够用于大中型卷铁心变压器线圈绕制工艺中的立式绕线机。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：一种立式绕线机，包括旋转装置和三维运动装置，所述三维运动装置用于带动所述旋转装置作三维运动，所述旋转装置包括下部旋转机构，所述下部旋转机构包括下旋转盘、滚珠支撑盘、以及设于下旋转盘和滚珠支撑盘之间的多个滚珠，所述滚珠支撑盘能够与卷铁心变压器的下夹件连接，滚珠支撑盘上沿圆周方向分布有滚珠安装孔，多个滚珠分别嵌于所述滚珠安装孔内，下旋转盘的下表面上设有与滚珠安装孔位置相应的轨道槽，线圈放置在下旋转盘上。

优选的是，所述滚珠支撑盘的形状为C型。

优选的是，所述滚珠安装孔在滚珠支撑盘上沿圆周方向分布有两圈，相应地，则下旋转盘上的轨道槽也为两圈。

优选的是，所述下旋转盘由两个半环盘围绕铁心柱拼合而形成一个完整的圆环，线圈模具的下端能够插入下旋转盘中。

进一步优选的是，该装置还包括上部旋转机构，所述上部旋转机构包括上旋转盘，线圈能够放置在上旋转盘和下旋转盘之间。

优选的是，所述上旋转盘由两个半环盘围绕铁心柱拼合而形成一个完全的圆环，线圈模具的上端能够插入上旋转盘中。

所述下旋转盘及上旋转盘设于铁心窗之内，滚珠支撑盘和滚珠设置在铁心窗的下部。

优选的是，所述旋转装置还包括有作旋转运动的齿轮机构，所述齿轮机构能够与下旋转盘的外沿啮合，从而带动下旋转盘转动。

优选的是，所述齿轮机构包括上部主动齿轮和下部主动齿轮，所述下部主动齿轮与下旋转盘的外沿啮合，从而带动下旋转盘转动；所述上部主动齿轮与上旋转盘的外沿啮合，从而带动上旋转盘转动。

进一步优选的是，所述齿轮机构还包括下部从动齿轮和上部从动齿轮，所述下部从动齿轮能与下旋转盘的外沿啮合，且下部从动齿轮和下部主动齿轮对称设于下旋转盘的两侧；所述上部从动齿轮能与上旋转盘的外沿啮合，且上部从动齿轮和上部主动齿轮对称设于上旋转盘的两侧。

本发明卷立式绕线机的出现，使得绕线机具备了绕制生产大中型卷铁心变压器线圈的能力。

本发明立式绕线机具有以下几个优势：第一，能够尽可能地少占用变压器的铁心窗高空间，因为本发明通过将下部旋转机构中的下旋转盘以及上部旋转机构中的上旋转盘设于铁心窗之内，而将滚珠支撑盘和滚珠设置在铁心窗的下部，也就是说滚珠支撑盘和滚珠位于铁心窗之外，没有占用铁心窗的高度空间，当位于上旋转盘和下旋转盘之间的线圈模具上缠绕电磁线而形成线圈时，这样上旋转盘和下旋转盘的高度加上线圈的高度总和大体上就等于铁心窗的高度，反之，如果将下部旋转装置的滚珠支撑盘和滚珠都设计安装在铁心窗高内，要生产相同高度的线圈，则必须增大铁心窗的高度，因此本发明中的旋转装置的结构能够降低变压器铁心窗高空间，最终降低了变压器产品的设计成本；第二，能够确保大型卷铁心变压器线圈绕制平稳，因为本发明中的旋转装置可包括下部旋转机构和上部旋转机构，在上部旋转机构中的上旋转盘和下部旋转机构中的下旋转盘的双驱动下能够带动线圈模具的上、下部同时受到旋转扭矩，从而显著减小了线圈模具的旋转扭矩应力要求，确保电磁线围绕线圈模具缠绕的平稳性，即能够确保大型卷铁心变压器线圈绕制的平稳性；第三，本发明通过三维运动装置带动旋转装置运动，其快捷、准确、方便，而旋转装置中的上旋转盘和下旋转盘均为齿轮旋转盘，通过实现上述齿轮旋转盘的圆周转动，并且同时由主动齿轮和从动齿轮通过圆周固定齿轮旋转盘，可确保齿轮旋转盘中心不偏移、平稳旋转。

可见，该立式绕线机消除了铁心同柱的不同线圈之间因自重而产生的偏心位移问题，既保证了中大型卷铁心变压器线圈绕制的质量要求，又保证了线圈的绕制效率。

本发明立式绕线机还具有安装快捷方便，稳定可靠等优点。

附图说明

图1为下旋转盘的结构示意图；

图2为本发明实施例中滚珠支撑盘的结构示意图；

图3为本发明实施例中下部旋转机构的结构示意图；

图4a为图4b的A-A视图；

图4b为下旋转盘中的一个半环盘的结构示意图；

图5为本发明实施例中旋转装置与铁心的装配示意图；

图6为本发明实施例中旋转装置与铁心的装配剖视图；

图7a为本发明实施例中立式绕线机的结构主视图；

图7b为图7a的俯视图。

图中：1-滚珠支撑盘；2-滚珠安装孔；3-下旋转盘，4-轨道槽；5-滚珠；6-上旋转盘；7a-上部从动齿轮；7b-下部从动齿轮；8a-上部主动齿轮；8b-下部主动齿轮；9-铁心；10-铁心柱；11-线圈模具；12-线圈；13-横向轨道；14-纵向轨道；15a-第一铅垂轨道；15b-第二铅垂轨道；16-下部旋转机构(包括滚珠支撑盘、滚珠、下旋转盘)；17-上部旋转机构(包括上旋转盘)。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明卷立式绕线机包括旋转装置和三维运动装置，所述三维运动装置用于带动旋转装置作三维运动，所述旋转装置包括下部旋转机构，所述下部旋转机构包括下旋转盘、滚珠支撑盘、以及设于下旋转盘和滚珠支撑盘之间的多个滚珠，所述滚珠支撑盘能够与卷铁心变压器的下夹件连接，滚珠支撑盘上沿圆周方向分布有滚珠安装孔，多个滚珠分别嵌于所述滚珠安装孔内，下旋转盘的下表面上设有与滚珠安装孔位置相应的轨道槽，线圈放置在下旋转盘上。

实施例:

本实施例中的立式绕线机主要用于绕制大中型卷铁心变压器。

如图1-3所示，本实施例中，该立式绕线机包括三维运动装置和旋转装置，所述三维运动装置用于带动所述旋转装置作三维运动，所述旋转装置包括下部旋转机构，所述下部旋转机构包括下旋转盘3、滚珠支撑盘1、以及设于下旋转盘3和滚珠支撑盘1之间的多个滚珠5，滚珠支撑盘1上沿圆周方向分布有滚珠安装孔2，多个滚珠5分别嵌于所述滚珠安装孔内，下旋转盘3的下表面上设有与滚珠安装孔位置相应的轨道槽4，线圈12放置在下旋转盘3的上表面上。

其中，滚珠支撑盘1能够与卷铁心变压器的下夹件通过螺栓连接固定，以确保整个旋转装置的稳定可靠。

优选的，滚珠支撑盘1的形状为开口型。如图1所示，本实施例中，滚珠支撑盘1的形状为C型，其目的是为了使滚珠支撑盘1能巧妙地避开铁心的下夹件9(如图5、6所示)，否则，如果将滚珠支撑盘设计成不开口的完整圆环状，则必须将滚珠支撑盘安装在铁心窗高的内部，这样就增大了铁心窗高空间，即增加了铁心8的体积，最终提高了产品的设计成本。

优选的，如图1、2所示，本实施例中，滚珠安装孔2在滚珠支撑盘上沿圆周方向均匀分布有两圈，相应地，则下旋转盘3上的轨道槽4也为两圈。滚珠5设于下旋转盘3和滚珠支撑盘1之间并镶嵌在滚珠安装孔2内，从而确保滚珠4能够在轨道槽4上自转并轴向支撑了下旋转盘3，实现了下旋转盘3在滚珠支撑盘1上的同心旋转。

优选的，下旋转盘3是由两个半环盘围绕铁心柱拼合而形成一个完整的圆环。具体的，本实施例中，如图4a、4b所示，下旋转盘的一个半环盘与另一个半环盘在两者的拼合处位置分别设置为台阶状，通过将两个台阶叠合在一起，从而可将两个半环盘拼合为圆环。

其中，将若干瓣模具沿圆周包裹铁心柱10而能够形成一个圆整的线圈模具。如图5、6所示，线圈模具11的下端能够插入下旋转盘上表面的卡槽内。

优选的，本实施例中，该旋转装置还包括上部旋转机构，所述上部旋转机构包括上旋转盘6，卷铁心变压器的线圈12能够放置在上旋转盘6和下旋转盘3之间。

制造大型卷铁心变压器时，由于电磁线的缠绕拉力将给线圈模具一个很大的作用力，会使线圈模具受到较大的旋转扭矩应力的冲击，但是受空间限制，线圈模具难以承受扭应力的冲击，因此必须有效降低模具承受的扭应力，本实施例中通过设置上旋转盘6，可确保线圈模具的上、下两端同时受到上、下旋转盘的旋转力，这样可明显降低线圈模具承受的扭应力，使得受力更均衡，旋转更平稳。

如图5、6所示，下旋转盘3以及上旋转盘6均设于铁心窗之内，而下部旋转机构中的滚珠支撑盘1和滚珠5则设置在铁心窗的下部，即滚珠支撑盘1和滚珠5位于铁心窗之外，没有占用铁心窗的高度空间。

优选的，上旋转盘6也是由两个半环盘围绕铁心柱拼合而形成一个完整的圆环。具体的，本实施例中，上旋转盘的一个半环盘与另一个半环盘在两者的拼合处位置分别设置为台阶状，通过将两个台阶叠合在一起，从而可将两个半环盘拼合为圆环。

如图5、6所示，线圈模具的上端能够插入上旋转盘下表面的卡槽内。

使用该立式绕线机时，通过使电磁线围绕线圈模具进行圆周缠绕从而可形成线圈，且使得线圈就处在上旋转盘6和下旋转盘3之间。

由于本实施例立式绕线机中的旋转装置与铁心柱10同心设置，并通过围绕铁心柱旋转从而能够满足变压器线圈的绕制生产。因此，通过将下旋转盘3和上旋转盘6各自设置成两个半环盘拼合成一个整体圆盘的结构，可使下旋转盘和上旋转盘方便地安装在呈口字型封闭的铁心柱10上，可以满足同心的要求。

优选的，旋转装置中还包括有作旋转运动的齿轮机构。所述齿轮机构包括上部主动齿轮8a和下部主动齿轮8b。其中，优选下旋转盘3和上旋转盘6均为齿轮旋转盘，即下旋转盘3的外沿上设有齿，下部主动齿轮8b能够与下旋转盘外沿上的齿啮合，从而带动下旋转盘转动；上旋转盘6的外沿上设有齿，上部主动齿轮8a能够与上旋转盘外沿上的齿啮合，从而带动上旋转盘转动。

进一步优选的，如图7a和7b所示，本实施例中，齿轮机构还包括有上部从动齿轮7a和下部从动齿轮7b，所述上部从动齿轮7a能够与上旋转盘6的外沿啮合，且上部从动齿轮7a和上部主动齿轮8a对称设于上旋转盘6的两侧；所述下部从动齿轮7b能够与下旋转盘3的外沿啮合，且下部从动齿轮7b和下部主动齿轮8b对称设于下旋转盘3的两侧。上述这种位置的设置，可以实现立式绕线机中齿轮旋转盘的圆周转动，同时可通过圆周固定齿轮旋转盘，其原理是：三点确定一个圆，从而可固定上旋转盘和下旋转盘在水平辐向不位移。否则，如果只有主动齿轮，而没有从动齿轮，则齿轮旋转盘(即上旋转盘和下旋转盘)会产生水平辐向位移，导致旋转中的齿轮旋转盘与铁心柱10接触，导致刮伤铁心柱。

如图7b所示，上部从动齿轮7a和下部从动齿轮7b分别与上旋转盘6和下旋转盘3啮合。

本实施例中，通过在齿轮机构中增加上部从动齿轮7a和下部从动齿轮7b，以分别固定上旋转盘6和下旋转盘3，即通过圆周固定齿轮旋转盘，可确保齿轮旋转盘中心不偏移，进而使得齿轮旋转盘能够与铁心柱10同心、能够平稳旋转。

本实施例中，所述三维运动装置包括横向运动机构、纵向运动机构和铅垂运动机构。所述横向运动机构包括横向电机和横向轨道13，纵向运动机构包括纵向电机和纵向轨道14，铅垂运动机构包括铅垂电机、滚珠丝杠和铅垂轨道。所述纵向轨道14设于横向轨道13上，横向电机用于带动纵向轨道14在横向轨道13上作横向移动；所述铅垂轨道设于纵向轨道14上，纵向电机用于带动铅垂轨道在纵向轨道14上作纵向移动；铅垂电机旋转带动滚珠丝杠旋转从而带动齿轮机构在铅垂轨道上作竖直方向的移动。本实施例中，所述铅垂轨道包括第一铅垂轨道15a和第二铅垂轨道15b，上部主动齿轮8a和下部主动齿轮8b设于第二铅垂轨道15b上，上部从动齿轮7a和下部从动齿轮7b设于第一铅垂轨道15a上。其中，当齿轮机构在铅垂轨道上作竖直方向的移动时，即所述上部主动齿轮8a、下部主动齿轮8b、上部从动齿轮7a以及下部从动齿轮7b分别在第一铅垂轨道15a和第二铅垂轨道15b上同时同向移动。

本实施例中，该齿轮机构还包括有电动机和减速机，所述电动机带动减速机转动，减速机再带动上部主动齿轮8a和下部主动齿轮8b转动，上旋转盘6和下旋转盘3随之转动，进而上部从动齿轮7a和下部从动齿轮7b也随之转动。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种立式绕线机，其特征在于，包括旋转装置和三维运动装置，所述三维运动装置用于带动旋转装置作三维运动，所述旋转装置包括下部旋转机构，所述下部旋转机构包括下旋转盘、滚珠支撑盘、以及设于下旋转盘和滚珠支撑盘之间的多个滚珠，所述滚珠支撑盘能够与卷铁心变压器的下夹件连接，滚珠支撑盘上沿圆周方向分布有滚珠安装孔，多个滚珠分别嵌于所述滚珠安装孔内，下旋转盘的下表面上设有与滚珠安装孔位置相应的轨道槽，线圈放置在下旋转盘上。

2.如权利要求1所述的立式绕线机，其特征在于，所述滚珠支撑盘的形状为C型。

3.如权利要求2所述的立式绕线机，其特征在于，所述滚珠安装孔在滚珠支撑盘上沿圆周方向分布有两圈，相应地，则下旋转盘上的轨道槽也为两圈。

4.如权利要求1所述的立式绕线机，其特征在于，所述下旋转盘由两个半环盘围绕铁心柱拼合而形成一个完整的圆环，线圈模具的下端能够插入下旋转盘中。

5.如权利要求1-4任一项所述的立式绕线机，其特征在于，该装置还包括上部旋转机构，所述上部旋转机构包括上旋转盘，线圈能够放置在上旋转盘和下旋转盘之间。

6.如权利要求5所述的立式绕线机，其特征在于，所述上旋转盘由两个半环盘围绕铁心柱拼合而形成一个完全的圆环，线圈模具的上端能够插入上旋转盘中。

7.如权利要求5所述的立式绕线机，其特征在于，所述下旋转盘及上旋转盘设于铁心窗之内，滚珠支撑盘和滚珠设置在铁心窗的下部。

8.如权利要求5所述的立式绕线机，其特征在于，所述旋转装置还包括有作旋转运动的齿轮机构，所述齿轮机构能够与下旋转盘的外沿啮合，从而带动下旋转盘转动。

9.如权利要求8所述的立式绕线机，其特征在于，所述齿轮机构包括下部主动齿轮和上部主动齿轮，所述下部主动齿轮与下旋转盘的外沿啮合，从而带动下旋转盘转动；所述上部主动齿轮与上旋转盘的外沿啮合，从而带动上旋转盘转动。

10.如权利要求9所述的立式绕线机，其特征在于，所述齿轮机构还包括下部从动齿轮和上部从动齿轮，所述下部从动齿轮能与下旋转盘的外沿啮合，且下部从动齿轮和下部主动齿轮对称设于下旋转盘的两侧；所述上部从动齿轮能与上旋转盘的外沿啮合，且上部从动齿轮和上部主动齿轮对称设于上旋转盘的两侧。