RU1791914C - Станок дл намотки волновых обмоток статоров электрических машин - Google Patents

Abstract

Использование: область электромашиностроени  дл  производства волновых обмотокэлектрических машин, преимущественно из проводов большого сечени  (dnp. 1,3 мм). Станок снабжен устройством заправки провода, намоточное устройство содержит ротор с радиальными пазами, штанги с челноками, перемещающиес  по ротору. На каждом челноке параллельно друг другу установлена пара пластин дл  ориентации статора относительно ротора . 14 ил.

Description

Изобретение относитс  к области электромашиностроени  и может быть использовано с производстве электрических машин с волновой обмоткой, преимущественно из провода большого сечени  (dnp 1,3 мм), например в автомобильных генераторах .

Известно устройство дл  изготовлени  волновой обмотки статора, содержащее намоточный моханихм дл  получени  круглых катушек, механизм формовани  этих катушек в волнистую звезду и механизм дл  вт гивани  катушек в пазы статора.

Однако это устройство пригодно только дл  наготе; лсни  волновых обмоток из тонких проводов, которые кроме того при вт гивании часто обдираютс  и перепутываютс .

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  станок дл  намотки волновых сбмсток статоров, содержащий станину, сметочное и нат жное устройства , намоточное устройство, переталкиватель витков обмотки, отрезное

устройство и цикловой привод указанных устройств.

Однако такой станок имеет недостаточную производительность, так как операции по намотке выполн ютс  на различном обо- рудова.чии с перестановкой катушек обмотки , а укладка обмотки данным устройством носит хаотичный характер: деформируютс  витки катушек и обдираетс  изол ци  провода . Креме того, на нем нельз  изготавливать обмотку из провода большого сечени  (cJnp .1-2 мм), укладываемую в полузакрытые пазы статора, так как будут наблюдатьс  обдиры изол ции и посторонние деформации провода.

Целью предложенного технического решени   вл етс  расширение технологических возможностей путем намотки обмоток из провода любого диаметра и повышение производительности.

Указанна  цель достигаетс  тем, что станок дл  намотки волновых обмоток статоров электрических машин, содержащий станину, на которой установлены смоточное и намоточное устройства, переталкивзтель

у

ё

ю ю

S

витков обмотки, отрезное устройство и цикловой привод этих устройств, снабжен устройством заправки провода, выполненным в виде кольца, снабженного приводом его вращени , установленного концентрично ему кулачка, двух губок с проход щим через них стержнем, одна из которых закреплена на кольце, а стержеНь.;- подпружинен к кулачку и губкам, иамоточноег устройство выполнено в виде ротора с радиальными пазами, между ко тфыми на образующей его поверхности установлены штанги с челноками , на одном конце снабженные приводом их перемещени  вдоль ротора, и комплекта пластин, попарно и параллельно установленных на челноках дл  ориентации пазов статора относительно ротора, а пере- талкиватель выполнен в виде корпуса, снабженного крышкой с элементом дл  установки статора, внутри которого в радиальных пазах ротора установлены толкатели , снабженные приводом их радиального перемещени , при этом кольцо устройства заправки установлено концентрично крышке корпуса, кулачок закреплен на крышке, а корпус кинематически св зан с ротором дл  совместного вращени  в процессе намотки и поворота на фазный шаг.

На фиг.1 показана компановка станка; на фиг.2 - вид на фиг.1; на фи.г.3. - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4- разрез Г-Г нафиг.З; на фиг.5 - вид В на фиг.З; на фиг.6 - разрез Д -Д на фиг.5; на фиг.7 - намоточное устройство; на фиг.8-схема переталкиваниЯ витка (р да катушек) обмотки с намоточного устройства в статор; на фиг.9 - узел I на фиг.8; на фиг. 10 - форма витка (р да катушек), получаемого в намоточном устройстве; на. фиг. 11 -схема намотки, начальное положение; на фиг.12 -тоже, конечное положение; на фиг. 13 - схема перемещени  роликов штанг в кулачках; на фиг. 14 - кинематическа  схема взаимодействи  на моточного устройства и переталкивател  витков обмотки.

Дл  упрощени  описани  станка вместо р д катушек употребл етс  слово виток.

Станок дл  намотки волновых обмоток статоров электрических машин содержит станину 1, смоточное устройство 2, намоточное устройство 3, устройство 4 заправки провода 5, переталкиватель 6 витков 7 обмотки , отрезное устройство 8 и цикловой привод 9.

Намоточное устройство содерж ит ротор Юс радиальными пазами 11 на одном конце ротора, штанги 12, размещенные на образующей поверхности ротора между радиальными пазами 11 и перемещающиес  вдоль ротора по направл ющим пазам 13. На ра бочих концах (верхних) штанг установлены челноки 14 с выступом 15 и челноки 16 с канавкой 17, чередующиес  между собой. Количество штанг с челноками и радиальных пазов 11 ротора равно числу катушек в витке. В нашем случае виток содержит 12 катушек, следовательно устройство имеет 12 штанг. На каждом челноке параллельно друг другу установлена пара пластин 18 дл 

ориентации статора 19 относительно ротора 10. Ротор установлен вертикально на станине 1 в подшипниках. Кажда  штанга имеет рычаг 20 с роликом 21 на конце, размещенным в ручь х 22 кулачков 23 и 24. Все штанги , имеющие челноки 14 с выступом 15, св заны с кулачком 23, а штанги, имеющие челноки 16 с канавкой 17, св заны с кулачком 24. Кулачки 23 и 24 дл  совместного вращени  св заны между собой шпонкой.

Штанги размещены на роторе так, что между челноками образуютс  зазоры, напротив которых при работе станка будут располагатьс  пазы статора. Над каждым кулачком на роторе жестко закреплены диски 25 и 26..

На диске 25 закреплено шесть водил 27, размещенных в пазах рычагов 20 штанг, имеющих челноки 16 с канавкой 17, таким образом, что рычаг имеет возможность перемещатьс  по водилу 27 при движении

штанги вдоль ротора.

На диске 26 закреплено шесть водил 28, размещенных в пазах рычагов 20.штанг, имеющих челноки 14 с выступом 15, таким образом, что рычаг имеет возможность перемещатьс  по водилу 28 при движении штанги вдоль ротора..

Дл  останова ротора после поо Орога на 360° предусмотрен кулачок 29 и рычаг 30. закрепленные на роторе, и упор 31 с роликом 32, взаимодействующим с кулачком 29. На роторе закреплена шестерн  33 дл  вращени  кулачков 23 и 24 и диск 34 с собачкой 35 дл  вращени  переталкивател . Сверху на ротор надет стакан 36 и закреплен винтом , так что челноки заход т о него. Стакан преп тствует случайному перемещению привода вверх.

Намоточное устройство включает в себ  также механизм регулировки хода челноков,

содержащий три вертикальных вала 37, имеющих правую и левую резьбы с гайками 38 и 39. Гайки жестко св заны с подшипниками 40 и 41, в которых вращаютс  кулачки 24 и 23, Валы 37 св заны цепной передачей 42.

. На верхних концах валов 37 выполнены головки 43 под ключ дл  их вращени .

Привод ротора осуществл етс  через шестерню 44, жестко св занную с диском 45, на котором закреплена собачка 46, взаимодействующа  с храповиком 47 жестко закрепленном на роторе.

На шестерне 44 жестко закреплен палец 48, который входит в прорезь кулачка 29. Прорезь кулачка 29 обеспечивает движение упора 31 вниз дл  свободного прохода рычага 30.

Переталкиватель витков обмотки в пазы статора содержит гильзу 49, неподвижно закрепленную на станине 1, втулку 50, насаженную на гильзу с возможностью вращени  от гидропривода (не показан), корпус 51, установленный в гильзе, соосно ей, имеющей прорези, в которые вход т рычаги 52 крестовины 53, размещенной на втулке 54, жестко закрепленной на роторе 10.

На фланце 45 втулки 54 закреплены .кронштейны 56 с наклонными прорез ми 57, Переталкиватель содержит также толкатели 58 с пальцами 59. Толкатели установлены в радиальных пазах диска 60, который посредством верхнего фланца 61 размещен подвижно в корпусе 51, при этом пальцы 59 ножей 58 размещены в наклонных прорез х 57 кронштейна 56, а рабоча  часть 62 ножей - в радиальных пазах 11 ротора между челноками 14 и 16. Фланец 61 удерживаетс  в корпусе крышкой 63.

На концах рычагов 52 крестовины закреплено кольцо 64. которое опираетс  на три сухар  65, установленных в вертикальных пазах гильзы 49. Каждый сухарь 65 име- .ет ролик 66, который входит в косые пазы втулки 50.

На крышке 63 выполнено гнездо 67 с замками (на фиг. не показано) дл  размещени  технологической втулки 68 со статором 19 и ее закреплени .

Устройство 4 заправки провода 5 содержит шестерню 69, котора  свободно установлена на крышке 63 концентрично ротору и зафиксирована кольцо/и 70, кулачок 71, закрепленный на крышке 63 внутри шестерни , две губки, одна - неподвижна  72, закрепленна  на шестерне, друга  .- подвижна  73, стержень 74, установленный перпендикул рно рабочим поверхност м губок и подпружиненный к кулачку совместно с подвижной губкой, фильтру 75 и неподвижный ролик 76 дл  направлени  провода и нат жной механизм 77. С шестерней 69 взаимодействует блок шестерен 78, св занный с гидроприводом 79.

Дл  поворота статора и намотки следующей фазы имеетс  шестерь  80, закрепленна  на корпусе 51, с подпружиненным фиксатором 81, западающим в отверстии диска 34 намоточного устройства.

Цикловой привод 9 содержит вертикальную ось 82, на которой установлены шестерни, взаимодействующие с гидроцилиндрами через храповые механизмы (на 5 фиг. не показаны): шестерн  83-дл  поворота статора на шаг фазы, шестерн  84-дл  вращени  кулачков 23 и 24 через шестерню 33, шестерн  85 - дл  вращени  ротора через шестерню 44. Упор 86 служит дл  фик0 сации кулачков 23 и 24, св занные между собой шпонкой 87. Станок оборудован электромеханической системой управлени  с пультами.

Станок дл  намотки волновых обмоток

5 статоров электрических машин работает следующим образом.

Наматываемый статор имеет 36 пазов, три фазы, кажда  фаза содержит 7. битков (р дов катушек) по 12 катушек в каждом.

0 Статор 19 устанавливают в технологическую втулку 68 и фиксируют замками в гнезде 67 крышки 63. На ротор устанавливают стакан 36 дл  предотвращени  смещени  провода и креп т его винтом. Челноки 16 с

5 канавкой 17 располагают .у верхнего торца статора на уровне подачи Провода 5, а челноки 14 с выступом 15 располагают у нижнего торца статора.

Пазы статора располагаютс  напротив

0 зазоров между челноками, при этом смежные челноки частично перекрывают вход в пазы статора дл  предохранени  изол ции провода от повреждений при укладке витка в пазы статора.

5 Затем осуществл ют регулировку хода челноков, посредством вращени  валов 37 и взаимным перемещением гаек 38 и 39, что обеспечивает взаимное положение челноков с канавками и выступами в исходном

0 положении.

Конец провода со смоточного устройства через тормоз 77, подают в фильеру 75 и размещают между губками 72 и 73.

Включают гидропривод 79 и при враще5 нии шестерни 69 стержень 74 сходит с кулачка 71 и губки 72 и 73 зажимают провод. При дальнейшем движении губки завод т провод в канавки 17 челноков 16 (достаточно , чтобы провод был захвачен канавкой

0 одного челнока) и при охвате ротора на угол 60° автоматически включаетс  гидропривод поворо.та ротора через шестерню 85, взаимодействующую с шестерней 44. При вращении ротора 10, наход щиес  на диске 26

5 водила 28, а на диске 25 - водила 27 поворачивают рычаги 20, ролики 21 которых перемещаютс  в.ручь х 22 кулачков 23 и 24. В результате перемещени  роликов 21 по кулачкам , штанги начинают перемещатьс  по одной друг за другом по направл ющим пазам 13 в заданной последовательности: первым движетс  вверх челнок с выступом, вторым движетс  вниз челнок с канавкой, третьим - вверх челнок с выступом, четвертым - вниз челнок с канавкой и т.д. Таким образом, что образование каждой полуволны витка челноком осуществл етс  в зоне первоначального охвата проводом ротора на длине окружности равной 30° (фиг.5). Челноки с канавкой т нут провод вниз, а челноки с выступом - вверх, при этом при полном обороте ротора получаетс  полный виток, сформированный в волну (фиг, 10-12).

После начала работы первого челнока губки в процессе своего движени  под действием кулачка разжимаютс  и освобождают конец провода. В разжатом, состо нии губки возвращаютс  в исходное положение, совершив один оборот.

В процессе поворота ротора шестерни 44 посредством пальца 48 вратцает кулачок 29V который в конце этого поворота поднимает через ролик 32 упор З3, преп тствую щий движению ротора, т.е. упор гасит инерцию ротора. Вслед.за этим период ротора совершает обратный (холостой) ход и упор 31 занимает исходное положение (идет вниз)..:. Во врем  формировани  витка пластины 18 каждого из челноков вход т в пазы статора и центрируют его относительно зазоров между челноками, в которых размещены ножи п.эреталкивател .

После формировани  полного витка выступы челноков располагаютс  у верхнего торца статора, а канавки челноков - у нижнего торца, при этом пластины 18 челноков .с выступами наход тс  в двух смежных пазах статора, обеспечив его. центрирование.

Затем автоматически включаетс  гидропривод , который вращает втулку 50, котора  через ролик 66 и сухарь 65 перемещает крестовину 53 с кронштейнами 56 вниз, в результате взаимодействи  наклонных прорезей 57 с пальцами 59 толкатели 58, толкатели,, перемеща сь в пазах диска 60, переталкивают виток с челноков ко дну паза статора до предела без обдиров о кромки паза (см. фиг.8,9).

После этого толкатели возвращаютс  в .исходное положение и одновременно с этим включаетс  гидропривод вращени  кулачков 23.и 24, который через шестерню 84 и взаимодействующую с ней шестерню 33 .поворачивает одновременно кулачки 23 и 24, которые возвращают штанги с челноками в исходное положение. Кулачки 23 и 24 после поворота фиксируютс  упором 86. Во врем  возвращени  штанг смещение провода предотвращаетс  втулкой 36.

На этом заканчиваетс  образование первого витка. Таким же образом осуществл етс  формирование второго и последующих витков первой фазы. После

изготовлени  последнего витка первой фазы отрезное устройство 8 подводитс  к проводу и отрезает его.Далее включаетс  гидропривод поворота статора и через шестерню 83 и взаимрдействующую с ней шестерню 80 статор поворачиваетс  на шаг фазы (на два пазовых делени )..

Затем ведут намотку витков второй и третьей фазы статора. После чего с ротора

снимаетс  стакан 36, а затем намотанный статор с технологической втулкой G8.

На этом заканчиваетс  цикл намотки статора

Использование данного станка обеспечивает по сравнению с существующими устройствами дл  намотки волновых обмоток следующие преимущества: расширение технологических возможностей путем изготов- члени  волновых обмоток из провода

большого диаметра (dnp 1,3 мл); повышение производительности за счет сокращени  операций,, так как исключаетс  перекладка катушек с шаблона на штыревую оправку и вт гивание катушек в.пазы

статора со штыревой оправки; улучшение качества обмотки, так как уменьшаетс  повреждение эмаль-изол ции при укладке провода в пазы статора, вследствие гого, что кромки паза при укладке провод а закрываютс  челноками,

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   Станок дл  намотки волновых обмоток статоров электрических машин, содержащий станину, на которой установлены смо- точнре и намоточное устройства, переталкиватель витков обмотки, отрезное устройство и цикловой привод этих устройств , отличающийс  тем, что, с

целью расширени  технологических возможностей путем намотки обмоток из провода любого диаметра и повышение произзодительности, он снабжен устройством заправки провода, выполненным в виде

ко льца, снабженного приводом его вращени , установленным ко нцентрично ему кулачка , двух губок с проход щим через них стержнем, одна из которых закреплена на кольце, а стержень подпружинен к кулачку

и губкам, намоточное устройство выполнено 1 в виде ротора с радиальными пазами, между которыми на образующейс  его поверхности установлены штанги с челноками, на одном конеце снабженные приводом их перемещени  вдоль ротора, и комплекта пластин , попарно и параллельно установленных на челноках дл  ориентации пазов статора относительно ротора, а переталкиватель выполнен в виде корпуса, снабженного крышкой с элементом дл  установки статора, внутри которого в радиальных пазах ротора установлены толкатели, снабженные приводом их радиального перемещени , при этом кольцо устройства заправки провода установлено концентрично крышке корпуса, кулачок закреплен на крышке, а корпус кинематически св зан с ротором дл  совместного вращени  в процессе намотки и поворота на фазный шаг.

U-J пйЪернуто

фи г, 5

Фиъ. 13