CN111106724A - 一种卷绕制定子铁芯生产线设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷绕制定子铁芯生产线设备，包括原料钢带卷放置架，还包括钢带整平机、带料冲裁装置、带料卷绕机、压装焊接设备和初成品铁芯整形设备，且所述原料钢带卷放置架、钢带整平机、带料冲裁装置、带料卷绕机、压装焊接设备和初成品铁芯整形设备依次从左至右设置，所述带料冲裁装置和带料卷绕机之间设置有带料缓冲区；所述带料卷绕机包括机架，所述机架上可拆卸设置有安装底板，所述安装底板上可拆卸设置有基座，所述基座一端设置有导料架，所述基座上设置有成型装置、侧压轮盘和剪刀装置。上述技术方案，结构设计合理、结构简单、使用方便、工作可靠、制造成本低、工作效率高且容易实现自动化生产，实用性好。

Description

一种卷绕制定子铁芯生产线设备

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，具体涉及一种卷绕制定子铁芯生产线设备。

背景技术

随着社会的进步发展，国际能源问题愈发严峻，钢铁价格日益攀升，材料成本控制成为制造业降低生产成本的主要途径之一，尤其当各竞争双方工艺技术相当，市场份额不明确时，价格竞争基本主宰着市场占比，为了更好地赢得更大的市场份额，必须在质量保证的前提下降低生产成本。

定子铁芯是电机的重要组成部分，也是构成电机成本的重要组成部分之一，定子铁芯工艺不仅影响着电机的性能，还影响电机的生产成本。

定子铁芯的加工设备多种多样，有直条拼接工艺制造的设备，有传统工艺制造的设备，有长条扣合卷绕工艺制造的设备和短弧条拼接工艺制造的设备等。但是，这些现有的定子铁芯制造设备仍然结构设计不合理、制造时加工工艺复杂、工序多、工作效率低、所需人工成本高、不易实现自动化生产等诸多缺点，实用性差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构设计合理、结构简单、使用方便、工作可靠、制造成本低、工作效率高且容易实现自动化生产的卷绕制定子铁芯生产线设备。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种卷绕制定子铁芯生产线设备，包括原料钢带卷放置架，还包括钢带整平机、带料冲裁装置、带料卷绕机、压装焊接设备和初成品铁芯整形设备，且所述原料钢带卷放置架、钢带整平机、带料冲裁装置、带料卷绕机、压装焊接设备和初成品铁芯整形设备依次从左至右设置，所述带料冲裁装置和带料卷绕机之间设置有带料缓冲区。

本发明进一步设置为：所述带料卷绕机包括机架，所述机架上可拆卸设置有安装底板，所述安装底板上可拆卸设置有基座，所述基座一端设置有导料架，所述基座上设置有成型装置、侧压轮盘和剪刀装置，所述成型装置与导料架之间设置有进料装置，所述侧压轮盘和剪刀装置分别靠近成型装置设置。

本发明进一步设置为：所述成型装置包括成型底板、成型盖板、主轴芯筒和夹持垫片，且成型底板、成型盖板、主轴芯筒和夹持垫片一起构成一条成型槽道。

本发明还进一步设置为：所述成型盖板上端设置有举升托盘，所述成型盖板和举升托盘之间设置有螺旋爬升通道，所述剪刀装置的剪刀头部设置在成型盖板和举升托盘之间。

本发明还进一步设置为：所述剪刀装置包括剪刀本体、剪刀座和第一气缸，所述剪刀本体安装在剪刀座上，所述剪刀座与基座的上端面可拆卸连接，所述第一气缸安装在安装底板的上端面上，且第一气缸的活塞杆与剪刀本体背离成型装置端连接，通过第一气缸的活塞杆伸缩带动剪刀本体的剪刀头动作。

本发明还进一步设置为：所述基座内设置有第一基座空腔和第二基座空腔，所述安装底板对准第一基座空腔位置设置有第一穿轴孔，所述安装底板对准第二基座空腔位置设置有第二穿轴孔。

本发明还进一步设置为：所述第一基座空腔内穿设有副轴，所述副轴中部套设有副轴轴承座、副轴轴承端盖、副轴塑料垫片和副轴圆锥滚子轴承，所述副轴下端穿过第一穿轴孔，且副轴下端露出第一穿轴孔段设置有副轴驱动装置，所述副轴上端露出第一基座空腔段套装侧压轮盘，所述副轴上端露出侧压轮盘段从下至上依次套设有第一螺母垫片和第一固定螺母，通过第一固定螺母锁紧第一螺母垫片。

本发明还进一步设置为：所述第二基座空腔内穿设有主轴，所述主轴下端穿过第二穿轴孔设置，且主轴露出第二穿轴孔段设置有主轴驱动装置，所述主轴从下至上依次设置有锁紧螺母、主轴轴套、主轴圆锥滚子轴承和针盘，所述主轴圆锥滚子轴承外套设有主轴轴承座，所述主轴轴承座上端套设有平面凸轮盘，所述主轴轴承座和平面凸轮盘通过螺钉从下至上固定在基座上，所述平面凸轮盘上设置有定位销孔，所述主轴上端与主轴芯筒通过螺钉连接固定，所述主轴与针盘通过螺钉连接固定，所述针盘上设置有驱动销、复位弹簧、针盘锁板和针盘滑槽，所述复位弹簧套设在驱动销上，所述针盘锁板上穿设有锁板螺钉，驱动销通过锁板螺钉和针盘锁板固定在针盘滑槽内。

本发明还进一步设置为：所述夹持垫片设置在成型底板和成型盖板之间，所述成型底板、成型盖板和夹持垫片通过螺钉连接固定，所述成型底板与基座的上端面之间通过螺钉连接固定；基座与安装底板的上端面之间通过螺钉连接固定。

本发明还进一步设置为：所述举升托盘一端设置有第二气缸，所述第二气缸的活塞杆与举升托盘连接，通过第二气缸的活塞杆伸缩带动举升托盘升降。

本发明还进一步设置为：所述主轴和副轴的转速相同；驱动方案1：主轴与副轴使用同一电机驱动,所述主轴与副轴用齿轮副啮合传动，传动齿轮速比为1:1；或使用同步带传动，在主轴、副轴以及电机轴间用同步带连接，并设置有涨紧装置；驱动方案2：使用双动力源驱动，主轴与副轴分别使用电机驱动。

本发明的优点是：与现有技术相比，本发明结构设置更加合理：

首先将原料钢带卷放置在原料钢带卷放置架上，将带料端引向钢带整平机，经整平后的钢带进入带料冲裁装置冲床送料口，然后进行冲裁，冲裁后齿形带料进入带料缓冲区，然后经带料卷绕机卷绕成型，达到设定圈数后自动剪短，将剪断后的螺旋带料放入压焊设备矫正压铆、焊接，定子铁芯初步加工完成。由于定子铁芯的尺寸精度和性能要求，这样的产品还需进一步进行整形，将初成品放入整形设备进行精整，最后再通过防锈处理，工艺结束，获得定子铁芯成品。此外，在冲裁过程中可将冲裁模具设计为多条带料冲裁模具，以便提升生产的产能和效率；由于目前定子铁芯常用厚度小于或等于1mm的钢带原料，所需的冲裁压力小，通过卷绕工艺，成形齿形带料宽度不大，这使得多带料一起冲裁有了可能性，在带料缓冲区后可以连接多台卷绕机同时卷绕，这样将实现生产效率和产能大幅度上升。整个卷绕制定子铁芯生产线结构设计合理、结构简单、制造方便、工作可靠、制造成本低、工作效率高且能够实现自动化生产，实用性好。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例带料卷绕机的结构示意图；

图3为本发明实施例带料卷绕机的局部剖视示意图；

图4为本发明实施例带料卷绕机的成型盖板结构示意图；

图5为本发明实施例带料卷绕机的举升托盘结构示意图；

图6为本发明实施例带料卷绕机平面凸轮盘的结构示意图；

图7为本发明实施例带料卷绕机带料卷叠示意图。

具体实施方式

在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1至图7，本发明公开的一种卷绕制定子铁芯生产线设备，包括原料钢带卷放置架100，还包括钢带整平机200、带料冲裁装置300、带料卷绕机400、压装焊接设备500和初成品铁芯整形设备600，且所述原料钢带卷放置架100、钢带整平机200、带料冲裁装置300、带料卷绕机400、压装焊接设备500和初成品铁芯整形设备600依次从左至右设置，所述带料冲裁装置300和带料卷绕机400之间设置有带料缓冲区700。

作为优选的，所述带料缓冲区700为深坑结构，经带料冲裁装置冲裁后两条齿形带料进入带料缓冲区，为带料卷绕做准备。主要目的是解决带料冲裁装置和带料卷绕机之间的工作不同步问题。

所述带料卷绕机400包括机架1，所述机架1上可拆卸设置有安装底板2，所述安装底板2上可拆卸设置有基座3，所述基座3一端设置有导料架4，所述基座3上设置有成型装置5、侧压轮盘6和剪刀装置7，所述成型装置5与导料架4之间设置有进料装置8，所述侧压轮盘6和剪刀装置7分别靠近成型装置5设置。

作为优选的，所述机架1与安装底板2通过现有的螺栓连接固定；所述安装底板2与基座3通过现有的螺栓连接固定。

为使本发明结构设置更加合理，作为优选的，本实施例所述成型装置5包括成型底板51、成型盖板52、主轴芯筒53和夹持垫片54，且成型底板51、成型盖板52、主轴芯筒53和夹持垫片54一起构成一条成型槽道55。

所述成型盖板52上端设置有举升托盘9，所述成型盖板52和举升托盘9之间设置有螺旋爬升通道91，所述剪刀装置7的剪刀头部设置在成型盖板52和举升托盘9之间。

所述剪刀装置7包括剪刀本体71、剪刀座72和第一气缸73，所述剪刀本体71安装在剪刀座72上，所述剪刀座72与基座3的上端面可拆卸连接，所述第一气缸73安装在安装底板2的上端面上，且第一气缸73的活塞杆与剪刀本体71背离成型装置端连接，通过第一气缸73的活塞杆伸缩带动剪刀本体71的剪刀头动作。

所述基座3内设置有第一基座空腔31和第二基座空腔32，所述安装底板2对准第一基座空腔31位置设置有第一穿轴孔21，所述安装底板2对准第二基座空腔32位置设置有第二穿轴孔22。

所述第一基座空腔31内穿设有副轴10，所述副轴10中部套设有副轴轴承座11、副轴轴承端盖12、副轴塑料垫片13和副轴圆锥滚子轴承14，所述副轴10下端穿过第一穿轴孔21，且副轴10下端露出第一穿轴孔段设置有副轴驱动装置，所述副轴10上端露出第一基座空腔段套装侧压轮盘6，所述副轴10上端露出侧压轮盘段从下至上依次套设有第一螺母垫片15和第一固定螺母16，通过第一固定螺母16锁紧第一螺母垫片15。作为优选的，所述侧压轮盘6通过第一螺母垫片15和第一固定螺母16固定在副轴10的轴肩上，副轴10、副轴圆锥滚子轴承14与副轴轴承座11连接为一体结构，通过副轴轴承端盖12固定；通过外力驱动副轴10旋转，副轴轴承座11通过定位孔定位，用螺钉固定在基座3上。

所述第二基座空腔32内穿设有主轴17，所述主轴17下端穿过第二穿轴孔22设置，且主轴17露出第二穿轴孔段设置有主轴驱动装置，所述主轴17从下至上依次设置有锁紧螺母18、主轴轴套19、主轴圆锥滚子轴承20和针盘23，所述主轴圆锥滚子轴承20外套设有主轴轴承座24，所述主轴轴承座24上端套设有平面凸轮盘25，所述主轴轴承座24和平面凸轮盘25通过螺钉从下至上固定在基座3上，所述平面凸轮盘25上设置有定位销孔，所述主轴17上端与主轴芯筒53通过螺钉连接固定，所述主轴17与针盘23通过螺钉连接固定，所述针盘23上设置有驱动销26、复位弹簧27、针盘锁板28和针盘滑槽231，所述复位弹簧27套设在驱动销26上，所述针盘锁板28上穿设有锁板螺钉，驱动销26通过锁板螺钉和针盘锁板28固定在针盘滑槽231内，整个部分连为一个整体，通过外力驱动主轴17旋转。作为优选的，所述平面凸轮盘25上设置定位销孔，以精准定位驱动销26的爬升位置；防起皱夹持板由成型底板51和成型盖板52组成，成型底板51和成型盖板52中间夹有夹持垫片54，可根据夹持垫片54的厚度来调整两夹持板之间的间隙，即成型底板51和成型盖板52之间的间隙。

所述夹持垫片54设置在成型底板51和成型盖板52之间，所述成型底板51、成型盖板52和夹持垫片54通过螺钉连接固定，所述成型底板51与基座3的上端面之间通过螺钉连接固定；基座3与安装底板2的上端面之间通过螺钉连接固定。

所述举升托盘9一端设置有第二气缸29，所述第二气缸29的活塞杆与举升托盘9连接，通过第二气缸29的活塞杆伸缩带动举升托盘9升降。

所述主轴17和副轴10的转速相同。作为优选的，本实施例动力源为伺服电机，可用三种方式进行驱动：

(1)单动力源驱动：是伺服电机驱动主轴17，主轴17与副轴10用现有的齿轮副啮合传动，传动齿轮速比为1，传动齿轮可用直齿轮、斜齿轮或锥齿轮；

(2)使用双面同步带传动：在电机轴、主轴17和副轴10间用同步带连接，并设置有涨紧装置；

(3)双动力驱动：用双动力源分别驱动主轴17和副轴10，即主轴17下端的主轴驱动装置为电机，副轴10下端的副轴驱动装置为电机。

以上无论采用何种方式进行驱动，主轴17与副轴10必须同转速。

另外，本实施例钢带卷放置架：包括轴向固定架、导向轮、承载装置和滚动轴等，承载装置和滚动轴之间设置滚动轴承，承载装置可调整自身外径，且可自由转动；当钢带整平机工作时，钢带放置架保证钢带平稳、有序地进入整平机中。

钢带整平机：包括整平装置、对射传感器和钢带进料通道等，对射传感器控制钢带整平装置整平的送料过程，包括控制整平进料时机和进料速度；整平装置将从原料钢带卷放置架拉出的变形的钢带整平；

带料冲裁装置：包括高速冲床，钢带送料机和冲裁模具，钢带送料机控制冲裁进料速度，高速冲床带动冲裁模具对带料进行冲裁，根据更换冲裁模具将钢带进行冲裁成不同的齿形带料；

带料卷绕机：将经冲裁后的一条或多条直条齿形带料卷绕成螺旋带料，并盘叠在举升托盘上，当螺旋带料达到设定圈数时自动剪断；

压装焊接设备：当螺旋带料达到设定圈数时自动剪断后，取下螺旋带料，将卷绕成型的螺旋带料进行矫正、压铆和焊接；

初成品铁芯整形设备：包括脱料板、脱料推杆、上压模、下压膜、整形固定柱和液压机，首先将初步成型的定子铁芯套在整形固定柱上，启动液压机，将定子铁芯压入下压模，铁芯产生挤压变形，各齿槽口经整形变得整齐，上压模脱开后，脱料推杆推动脱料板将定子铁芯卸下。

本实施例带料成型工艺：经冲裁成型的直条带料通过导料架进入进料槽，直条带料在与侧压轮盘和成型槽道相切位置进入成型槽道，当带料继续进入成型底板上表面时，此时，电机驱动主轴和副轴旋转，由于针盘与主轴通过螺钉连为一个整体，所以针盘也随着主轴一起旋转，驱动销下端与平面凸轮盘上表面相接触；驱动销被针盘锁板固定在针盘内，因此，驱动销在针盘的驱动力下一起旋转，当到达平面凸轮盘爬升曲面位置时，复位弹簧开始被压缩，驱动销上升，与齿形带料槽口套合，驱动直条带料进入成型槽道内，成型槽道由成型底板、成型盖板、主轴芯筒和夹持垫片共同组成，主轴芯筒与侧压轮盘将带料左右固定，同时通过侧压轮盘和主轴芯筒的摩擦力继续驱动带料推进成型，成型底板、成型盖板将带料夹持住，防止带料失稳起皱。在驱动销拉力和侧压轮盘与主轴芯筒的摩擦力以及成型槽道的多重作用下塑变成型；成型后驱动销继续做圆周旋转，当驱动销到达平面凸轮盘下降曲面时，复位弹簧将推动驱动销退回针盘滑槽内，带料顺着螺旋槽道继续爬升，最后盘绕在举升托盘上，达到设定圈数时第一气缸推动剪刀装置剪断，第二气缸举起举升托盘，卸下螺旋带料，带料成型工艺结束。

实际应用时，首先将原料钢带卷放置在原料钢带卷放置架上，将带料端引向钢带整平机，经整平后的钢带进入带料冲裁装置冲床送料口，然后进行冲裁，冲裁后齿形带料进入带料缓冲区，然后经带料卷绕机卷绕成型，达到设定圈数后自动剪短，将剪断后的螺旋带料放入压焊设备矫正压铆、焊接，定子铁芯初步加工完成。由于定子铁芯的尺寸精度和性能要求，这样的产品还需进一步进行整形，将初成品放入整形设备进行精整，最后再通过防锈处理，工艺结束，获得定子铁芯成品。此外，在冲裁过程中可将冲裁模具设计为多条带料冲裁模具，以便提升生产的产能和效率；由于目前定子铁芯常用厚度小于或等于1mm的钢带原料，所需的冲裁压力小，通过卷绕工艺，成形齿形带料宽度不大，这使得多带料一起冲裁有了可能性，在带料缓冲区后可以连接多台卷绕机同时卷绕，这样将实现生产效率和产能大幅度上升。整个卷绕制定子铁芯生产线结构设计合理、结构简单、制造方便、工作可靠、制造成本低、工作效率高且能够实现自动化生产，实用性好。

上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卷绕制定子铁芯生产线设备，包括原料钢带卷放置架(100)，其特征在于：还包括钢带整平机(200)、带料冲裁装置(300)、带料卷绕机(400)、压装焊接设备(500)和初成品铁芯整形设备(600)，且所述原料钢带卷放置架(100)、钢带整平机(200)、带料冲裁装置(300)、带料卷绕机(400)、压装焊接设备(500)和初成品铁芯整形设备(600)依次从左至右设置，所述带料冲裁装置(300)和带料卷绕机(400)之间设置有带料缓冲区(700)。

2.根据权利要求1所述的一种卷绕制定子铁芯生产线设备，其特征在于：所述带料卷绕机(400)包括机架(1)，所述机架(1)上可拆卸设置有安装底板(2)，所述安装底板(2)上可拆卸设置有基座(3)，所述基座(3)一端设置有导料架(4)，所述基座(3)上设置有成型装置(5)、侧压轮盘(6)和剪刀装置(7)，所述成型装置(5)与导料架(4)之间设置有进料装置(8)，所述侧压轮盘(6)和剪刀装置(7)分别靠近成型装置(5)设置。

3.根据权利要求2所述的一种卷绕制定子铁芯生产线设备，其特征在于：所述成型装置(5)包括成型底板(51)、成型盖板(52)、主轴芯筒(53)和夹持垫片(54)，且成型底板(51)、成型盖板(52)、主轴芯筒(53)和夹持垫片(54)一起构成一条成型槽道(55)。

4.根据权利要求3所述的一种卷绕制定子铁芯生产线设备，其特征在于：所述成型盖板(52)上端设置有举升托盘(9)，所述成型盖板(52)和举升托盘(9)之间设置有螺旋爬升通道(91)，所述剪刀装置(7)的剪刀头部设置在成型盖板(52)和举升托盘(9)之间。

5.根据权利要求4所述的一种卷绕制定子铁芯生产线设备，其特征在于：所述剪刀装置(7)包括剪刀本体(71)、剪刀座(72)和第一气缸(73)，所述剪刀本体(71)安装在剪刀座(72)上，所述剪刀座(72)与基座(3)的上端面可拆卸连接，所述第一气缸(73)安装在安装底板(2)的上端面上，且第一气缸(73)的活塞杆与剪刀本体(71)背离成型装置端连接，通过第一气缸(73)的活塞杆伸缩带动剪刀本体(71)的剪刀头动作。

6.根据权利要求5所述的一种卷绕制定子铁芯生产线设备，其特征在于：所述基座(3)内设置有第一基座空腔(31)和第二基座空腔(32)，所述安装底板(2)对准第一基座空腔(31)位置设置有第一穿轴孔(21)，所述安装底板(2)对准第二基座空腔(32)位置设置有第二穿轴孔(22)。

7.根据权利要求6所述的一种卷绕制定子铁芯生产线设备，其特征在于：所述第一基座空腔(31)内穿设有副轴(10)，所述副轴(10)中部套设有副轴轴承座(11)、副轴轴承端盖(12)、副轴塑料垫片(13)和副轴圆锥滚子轴承(14)，所述副轴(10)下端穿过第一穿轴孔(21)，且副轴(10)下端露出第一穿轴孔段设置有副轴驱动装置，所述副轴(10)上端露出第一基座空腔段套装侧压轮盘(6)，所述副轴(10)上端露出侧压轮盘段从下至上依次套设有第一螺母垫片(15)和第一固定螺母(16)，通过第一固定螺母(16)锁紧第一螺母垫片(15)。

8.根据权利要求7所述的一种卷绕制定子铁芯生产线设备，其特征在于：所述第二基座空腔(32)内穿设有主轴(17)，所述主轴(17)下端穿过第二穿轴孔(22)设置，且主轴(17)露出第二穿轴孔段设置有主轴驱动装置，所述主轴(17)从下至上依次设置有锁紧螺母(18)、主轴轴套(19)、主轴圆锥滚子轴承(20)和针盘(23)，所述主轴圆锥滚子轴承(20)外套设有主轴轴承座(24)，所述主轴轴承座(24)上端套设有平面凸轮盘(25)，所述主轴轴承座(24)和平面凸轮盘(25)通过螺钉从下至上固定在基座(3)上，所述平面凸轮盘(25)上设置有定位销孔，所述主轴(17)上端与主轴芯筒(53)通过螺钉连接固定，所述主轴(17)与针盘(23)通过螺钉连接固定，所述针盘(23)上设置有驱动销(26)、复位弹簧(27)、针盘锁板(28)和针盘滑槽(231)，所述复位弹簧(27)套设在驱动销(26)上，所述针盘锁板(28)上穿设有锁板螺钉，驱动销(26)通过锁板螺钉和针盘锁板(28)固定在针盘滑槽(231)内。

9.根据权利要求8所述的一种卷绕制定子铁芯生产线设备，其特征在于：所述夹持垫片(54)设置在成型底板(51)和成型盖板(52)之间，所述成型底板(51)、成型盖板(52)和夹持垫片(54)通过螺钉连接固定，所述成型底板(51)与基座(3)的上端面之间通过螺钉连接固定；基座(3)与安装底板(2)的上端面之间通过螺钉连接固定。

10.根据权利要求9所述的一种卷绕制定子铁芯生产线设备，其特征在于：所述举升托盘(9)一端设置有第二气缸(29)，所述第二气缸(29)的活塞杆与举升托盘(9)连接，通过第二气缸(29)的活塞杆伸缩带动举升托盘(9)升降。

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