CN214410976U - 变压器线圈绕线机绕线自动升层装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，所述变压器线圈绕线机包括绕线模，在绕线模的外面设有升层装置，升层装置包括能向Z轴方向移动将导线压紧的压紧机构和能向X轴方向移动将导线弯形的弯线机构，通过压紧机构与弯线机构配合实现绕线的自动升层。本实用新型设计方案大大降低了工人劳动强度，将变压器线圈绕制升层时的人工动作通过机器自动完成，升层时，无需人工操作和看管，绕制标准精细，保证了线圈良好的电气性能。

Description

变压器线圈绕线机绕线自动升层装置

技术领域

本实用新型涉及绕线机技术领域，更具体地，涉及变压器线圈绕线机绕线自动升层装置。

背景技术

现有的绝大多数变压器的线圈多采用多层圆筒式线圈，变压器多层圆筒式线圈在绕制过程中，放线机构放线，绕线模旋转将导线绕制在圆柱形的绕线模上，一圈线圈叫做一匝，绕线模在旋转时，放线机构沿着绕线模轴线方向移动，线圈一匝挨着一匝缠绕在绕线模上，绕制完一层线圈后，放线机构反向，在第一层线圈上绕制第二层线圈，即升层。每一段线圈需要绕制很多层，每增加一层，就有一个升层动作。目前，升层时，工人先用一只手将第一层最后一匝导线压紧，另一只手将导线稍微折弯放在第二层（即弯线），稍微折弯后，导线偏离了第二层第一匝的位置，此时，工人再将导线用手掰至第二层第一匝位置。工人必须先将第一层线圈的最后一匝线圈压紧，才能进行弯线顺利完成升层，不压紧的话，在放线机构的拉力作用下，会导致升层位置不准确。如图2所示，箭头方向为绕线方向，f为第一层线圈的最后一匝，g为折弯处，此时线圈在第二层，h为线圈回到第二层第一匝位置。一段线圈有的要绕十几层，工人需要一直聚精会神的看着，及时进行升层，一个工人只能看守一台绕线机，工作繁琐、精确度低。

一段线圈有很多层，一层层叠加在一起，每一段线圈有两端，工人在绕线时，线圈完成升层后，由于线圈层数太多，很容易垮塌，工人要用手将升层处那一端的线圈靠紧，防止升层后的线圈垮塌。

需要注意的是：现有如纺织行业也有用来绕纺织线的绕线机，也有生产导线的厂家将圆铜线、扁铜线绕制在线盘上的绕线机，这种绕线机上安装有线盘，线盘为中间圆柱形两侧圆盘形的结构，两侧的圆盘直径大于圆柱形的直径，在线盘上绕线时，两侧的圆盘具有限位的作用，因此不需要手动进行升层，随着放线机构自动移动，纺织线就可升层，如专利号202011526699.7一种全自动绕线机的绕线机构。变压器多层圆筒式线圈不同，特别是绕制变压器多段的多层圆筒式线圈时，每段的两侧都未设置像圆盘形的挡板限位结构，所以需要人工进行升层。如图1所示，为多段变压器多层圆筒式线圈绕制示意图。图1中，a、b、c、d、e为五段线圈，1为绕线模，五段线圈由一根导线绕制而成。

以下是部分相关专利：

1、03267847.9电力变压器线圈自动绕线机；

2、03271674.5电力变压器卧式自动绕线机；

3、201410010703.2多功能数控绕线机；

4、201520897604.0变压器线圈用自动绕线机；

5、201310324624.4 变压器多层圆筒式线圈的绕制方法；

6、201610257114.3一种辐向多根并绕的层式配电变压器线圈的绕制方法；

7、201810727963.X一种分段式线圈的10kV油浸式配电变压器；

8、201020569905.8一种变压器绕线模具。

经检索发现，目前关于变压器线圈绕线机的专利，大多是对绕线时自动放线、绝缘方面的改进，没有能实现自动升层的专利技术。专利201020569905.8一种变压器绕线模具，对升层进行了改进，具体的：“涉及一种变压器绕线模具，包括两端的挡板和中间的绕线模轴，绕线模轴上于两端的挡板之间套装有至少一组隔板。本实用新型的变压器绕线模具在绕线模轴上增设隔板，在绕制过程中紧靠隔板起绕，由于每层绕制结束时仍有隔板固定，所以不存在在绕制升层过程中出现掉层现象，质量得以保证，且其结构简单，使用方便，线圈绕制的效率较高。”该专利技术采用隔板，但是在实际应用中，首先，一段线圈的两端分别要升层很多次，放线机构对导线具有一定的张紧力，在升层时，导线与隔板摩擦，容易伤线，会破坏绝缘层，降低变压器的质量；其次，对于具有多段的多层圆筒式线圈，段与段之间的距离影响到线圈的电气性能，要求段与段之间的距离非常精确；并且在绕制多段线圈时，虽然有很多段，但是是用的一根线，绕线时，不能将导线切断，若是设置隔板，不方便分段。因此该专利设计方案不符合实际应用的需求。

综上所述，目前的大型变压器线圈绕制都是采用手动升层，手动分段，一人一台机，需要全程看管。升层时，需要人工不停的压紧、摆线、考虑防垮塌，劳动强度特别大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种绕线机绕线自动升层装置，该装置能将人工绕制线圈时的升层动作改由机器自动完成，降低人力成本，实现绕线升层自动化。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案予以实现：

变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，所述变压器线圈绕线机包括绕线模，在绕线模的外面设有升层装置，升层装置包括能向Z轴方向移动将导线压紧的压紧机构和能向X轴方向移动将导线弯形的弯线机构，通过压紧机构与弯线机构配合实现绕线的自动升层。

本实用新型的X轴方向为绕线模的轴线方向。

优选地，所述升层装置还包括驱动机构一和驱动机构二，驱动机构一分别与压紧机构和弯线机构连接；驱动机构一驱动压紧机构和弯线机构同时向Z轴方向移动；压紧机构将导线压紧时，弯线机构与被压紧的导线之间存在Z轴方向的间隙，间隙的高度等于导线的厚度；驱动机构二驱动弯线机构向X轴方向移动将导线弯形。

放线机构放线并沿着X轴方向移动，绕线模旋转将导线缠绕在绕线模上，当绕线至第一层线圈的最后一匝时，压紧机构压紧在最后一匝线圈上，压紧机构将导线压紧后，此时放线机构反向准备绕制第二层，弯线机构向X轴方向移动将导线挤压至第二层，完成升层。

进一步优选地，所述升层压紧机构为长条状的压紧手指，所述压紧手指Z轴方向的一面设置有凸起，凸起将导线压紧。压紧手指模仿人的手指的形状，凸起相当于人手指的指尖。

进一步优选地，所述弯线机构为长条状的弯线手指，所述弯线手指Z轴方向的一面为两头尖中间宽的梭形，两头尖的部分的朝向与绕线方向一致。弯线手指模仿人的手指的形状，中间宽的部分相当于指尖，将导线折弯至第二层，两头尖的部分使导线顺着梭形回到第二层第一匝位置。

优选地，所述升层装置还包括能向Z轴方向移动将线圈靠紧的靠轮机构，通过靠轮机构实现绕线的自动靠紧。

优选地，所述升层装置还包括驱动机构三，驱动机构三与靠轮机构连接，驱动机构三驱动靠轮机构向Z轴方向移动将线圈靠紧。靠轮机构相当于工人的手掌将线圈的升层的那一端靠紧。

优选地，所述升层装置还包括升层装置固定板、安装座和安装架，所述压紧机构、弯线机构和靠轮机构均安装于升层装置固定板；升层装置固定板安装于安装座，安装座安装于安装架，安装架与绕线机机体连接架设于绕线模外圆周。

优选地，所述安装架上安装有驱动机构四，驱动机构四与安装座连接，驱动机构四驱动安装座沿着X轴方向移动，实现所述升层装置X轴方向的定位。一段线圈需要在该段线圈的两端进行升层，多段的线圈，需要在每一段的两端进行升层，因此设置能驱动安装座沿着X轴方向移动的驱动机构四，实现X轴方向的定位。

进一步优选地，所述驱动机构四为丝杆副和电机，电机驱动丝杆副的丝杆旋转，安装座固定于丝杆副的丝母上。

优选地，所述升层装置还包括升降装置，所述升层装置固定板与升降装置固定，升降装置带动升层装置固定板沿着Z轴方向升降，实现所述升层装置Z轴方向的定位。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，设置压紧机构、弯线机构和靠轮机构模仿人工手指的动作，实现了整台变压器线圈绕制升层自动化。具体地，设置压紧手指模仿人工动作升层时将导线压紧，设置弯线手指模仿人工动作弯线，设置靠轮机构，在导线顺利升层后，将升层处那一端的线圈靠紧，防止升层后的线圈垮塌。

本实用新型设计方案大大降低了工人劳动强度，将变压器线圈绕制升层时的人工动作通过机器自动完成，升层时，无需人工操作和看管，绕制标准精细，保证了线圈良好的电气性能。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是多段的多层圆筒式线圈绕制示意图。

图2是升层压紧、弯线时导线路径图。

图3是变压器线圈绕线机绕线自动升层装置与绕线模位置示意图（立体图）。

图4是升层装置结构示意图（立体图）。

图5是升层装置结构示意图（主视图）。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，如图3所示，所述变压器线圈绕线机包括绕线模1，在绕线1模的外面设有升层装置，升层装置包括能向Z轴方向移动将导线压紧的压紧机构和能向X轴方向移动将导线弯形的弯线机构，通过压紧机构与弯线机构配合实现绕线的自动升层。

所述升层装置还包括驱动机构一和驱动机构二，驱动机构一分别与压紧机构和弯线机构连接；驱动机构一驱动压紧机构和弯线机构同时向Z轴方向移动；压紧机构将导线压紧时，弯线机构与被压紧的导线之间存在Z轴方向的间隙，间隙的高度等于导线的厚度；驱动机构二驱动弯线机构向X轴方向移动将导线弯形。

如图3所示，所述升层压紧机构为长条状的压紧手指2，所述压紧手指2Z轴方向的一面设置有凸起，凸起将导线压紧。

所述弯线机构为长条状的弯线手指3，所述弯线手指3Z轴方向的一面为两头尖中间宽的梭形，两头尖的部分的朝向与绕线方向一致。

所述升层装置还包括能向Z轴方向移动将线圈靠紧的靠轮机构4，通过靠轮机构4实现绕线的自动靠紧。

所述升层装置还包括驱动机构三，驱动机构三与靠轮机构4连接，驱动机构三驱动靠轮机构4向Z轴方向移动将线圈靠紧。

如图3所示，所述升层装置还包括升层装置固定板5、安装座6和安装架7，所述压紧机构、弯线机构和靠轮机构4均安装于升层装置固定板5；升层装置固定板5安装于安装座6，安装座6安装于安装架7，安装架7与绕线机机体连接架设于绕线模1外圆周。

所述安装架7上安装有驱动机构四，驱动机构四与安装座6连接，驱动机构四驱动安装座6沿着X轴方向移动，实现所述升层装置X轴方向的定位。

如图3所示，所述驱动机构四为丝杆副8和电机9，电机9驱动丝杆副8的丝杆旋转，安装座6固定于丝杆副8的丝母上。一段线圈的两端都需要升层，具有多段的多层圆筒式线圈，每一段的两端都需要升层，设置电机9驱动丝杆转动，安装座6沿着丝杆移动，实现X轴方向升层定位。

所述升层装置还包括升降装置，所述升层装置固定板5与升降装置固定，升降装置带动升层装置固定板5沿着Z轴方向升降，实现所述升层装置Z轴方向的定位。

本实施例在使用时，首先进行定位，具体的：电机9驱动丝杆转动，丝杆带动安装座6沿着X轴方向移动，完成升层装置X轴方向的定位；升降装置再带动升层装置固定板5沿着Z轴方向移动，即升层装置固定板5上的压紧机构、弯线机构和靠轮机构4向Z轴方向移动（粗定位）；驱动机构一驱动压紧机构和弯线机构同时向Z轴方向移动（精定位）。

如图2所示，压紧手指2向Z轴方向移动，将导线压紧在f位置，f位置为第一层线圈的最后一匝；压紧手指2将导线压紧后，弯线手指3向X轴方向移动将导线折弯至第二层，图中g为折弯处，折弯后，导线又沿着梭形弯线手指3回到第二层第一匝的位置h（放线机构拉着导线沿着梭形弯线手指3回到第二层第一匝位置h）。

压紧手指和弯线手指协调完成绕线时升层动作，为防止线圈垮塌，保证升层稳定，靠轮机构4靠紧靠近升层位置的那一端。压紧手指2模仿人的手指的形状，凸起相当于人手指的指尖。弯线手指3中间宽的部分相当于指尖，将导线折弯至第二层，两头尖的部分使导线顺着梭形回到第二层第一匝位置h。靠轮机构4相当于工人的手掌将线圈升层的那一端靠紧。

所述驱动机构一、驱动机构二为气动系统，驱动机构三为伺服电机。因此压紧手指2、弯线手指3对导线有压力，靠轮机构4对导线没有压紧力。

本实施例所述的变压器线圈绕线机绕线自动升层装置由可编程逻辑控制器控制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的包含范围之内。

Claims (10)

1.变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，所述变压器线圈绕线机包括绕线模，其特征在于，在绕线模的外面设有升层装置，升层装置包括能向Z轴方向移动将导线压紧的压紧机构和能向X轴方向移动将导线弯形的弯线机构，通过压紧机构与弯线机构配合实现绕线的自动升层。

2.根据权利要求1所述的变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，其特征在于，所述升层装置还包括驱动机构一和驱动机构二，驱动机构一分别与压紧机构和弯线机构连接；驱动机构一驱动压紧机构和弯线机构同时向Z轴方向移动；压紧机构将导线压紧时，弯线机构与被压紧的导线之间存在Z轴方向的间隙，间隙的高度等于导线的厚度；驱动机构二驱动弯线机构向X轴方向移动将导线弯形。

3.根据权利要求1所述的变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，其特征在于，所述升层压紧机构为长条状的压紧手指，所述压紧手指Z轴方向的一面设置有凸起，凸起将导线压紧。

4.根据权利要求1所述的变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，其特征在于，所述弯线机构为长条状的弯线手指，所述弯线手指Z轴方向的一面为两头尖中间宽的梭形，两头尖的部分的朝向与绕线方向一致。

5.根据权利要求1所述的变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，其特征在于，所述升层装置还包括能向Z轴方向移动将线圈靠紧的靠轮机构，通过靠轮机构实现绕线的自动靠紧。

6.根据权利要求5所述的变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，其特征在于，所述升层装置还包括驱动机构三，驱动机构三与靠轮机构连接，驱动机构三驱动靠轮机构向Z轴方向移动将线圈靠紧。

7.根据权利要求1～6任一项所述的变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，其特征在于，所述升层装置还包括升层装置固定板、安装座和安装架，所述压紧机构、弯线机构和靠轮机构均安装于升层装置固定板；升层装置固定板安装于安装座，安装座安装于安装架，安装架与绕线机机体连接架设于绕线模外圆周。

8.根据权利要求7所述的变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，其特征在于，所述安装架上安装有驱动机构四，驱动机构四与安装座连接，驱动机构四驱动安装座沿着X轴方向移动，实现所述升层装置X轴方向的定位。

9.根据权利要求8所述的变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，其特征在于，所述驱动机构四为丝杆副和电机，电机驱动丝杆副的丝杆旋转，安装座固定于丝杆副的丝母上。

10.根据权利要求7所述的变压器线圈绕线机绕线自动升层装置，其特征在于，所述升层装置还包括升降装置，所述升层装置固定板与升降装置固定，升降装置带动升层装置固定板沿着Z轴方向升降，实现所述升层装置Z轴方向的定位。

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