Станок для намотки волновых обмоток статоров электрических машин

 

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

СО(ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ts()s Н 02 К 15/085

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В (21) cl774671/07 (22) 27.12,89 (46) 30.01.93, Бюл. Гй 4 (71) Научно-производственное обьединение по автоэлектронике и автотракторнол(у электрооборудованию (72) Н.А.Ефремов, П.И.Бухтеев и И,И.Белая (56) Патент США N.. 4449288, кл. Н 02 К 15/06, опублик. 1984, Авторское свидетельство СССР

N 1193749, кл. Н 02 К 15/08, 1983.

Изобретение относится к области электромашиностроения и (иожет быть использовано в производстве электрических машин с волновой обмоткой, преимущественно из провода большого сеченил {бпр >

>1,3 мм), например в автомобилы(ых генераторах, Известнс устройство для изготовления волновой об(:.стки ста гора, содержащее намоточный (".л.:(ихм для псл1 .ения круглых катушек, л(еха(гиз(форл(ованил этих катушек в вол(;, ;с(у(а з;ездy и механизм для втягивания катушек в наэы статора.

Однако это,сгрсйство пригодно только для из(о с. л нил вол((с ьы;: обмоток из тонких про((одов, которые крс е того при втягивании часто обдираются Ll пер е путы ва ю гсл.

Наиболее близким техническим решениел(к изобретению "-,. ;ë((àòñÿ станок для намотки волновых с б 1 -ок статоров, содержащий станину. с(.1оточное и натяжное устройства, намоточное устройство, переталкиватель витков обмотки, отрезное

« .0ц, 1791914 А1 (54) CTAI I0I ; ДЛЯ !!АМОТКИ ВОЛНОВЫХ

ОБМОТОК СТАТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

МАШИН (57) Использование: область электрпмашиностроенил длл производства волновых обмоток электрических машин, преимущественно из проводов большого сечен(1((с4р. > 1,3 мм). Станок снабжен Уст-. ройст вом заправки провода, намоточное устройство содержит ротор с радиальными пазами, штанги с челноками, перемеща(ощиеся по ротору. На каждом челноке параллелы(о друг другу установлена пара пластин для ориентации статора относительно ротора, 14 ил, устройство и цикловой привод указанных устройс t в.

Однако такой станок имеет недостаточну(о производительность, так KBK операции по намотке выполняются ((а различном оборудова. (ии с перестановкой катушек обмотки, а укладка обмотки данным устройством носит хаотичный характер: деформируются витки катушек и обдираетсл изоляция провода, Кроме того, на ((e(1 нельзл изготавливать OG(;,отку из провода большого сечения

{0лр = 1 — 2 (4(1), УКЛаДЫВаЕМУ!O В ПОЛУэаКРЫтые пазы статора, BK Kàê будут наблюдатьсл обдиры изоляции и посторонние дефорл1ац 1L1 провода.

Целью предложенного техн((ческого реше(гия явллетсл расширение технологических возможностей путем намотки обмоток из провода любого диаметра и повышение производителы(ости.

Укаэанная цель достигается тем, что станок длл намотки волновых обмото(: ста. торов электрических машин, содержащий стани(,у, ((а которой уста((овлены смоточное и намотолное устройства, переталкиватель

1791914

25

55 витков обмотки, отрезное устройство и цикловой привод этих устройств, снабжен устройством заправки провода, выполненным в виде кольца, снабженного приводом его вращения, установленного концентрично ему кулачка, двух губок с проходящим через них стержнем, одна из которых закреплена на кольце, а стержень — подпружинен к кулачку и губкам, намоточное устройство выполнено в виде ротора с радиальными пазами, между которыми на образующей его поверхности установлены штанги с челноками, на одном конце снабженные приводом их перемещения вдоль ротора, и комплекта пластин, попарно и параллельно установленных на челноках для ориеllòàöèè пазов статора относительно ротора, а переталкиватель выполнен в виде корпуса, снабженного крышкой с элементом для установки статора, внутри которого н радиальных пазах ротора установлены толкатели, снабженные приводом их радиального

О перемещения, при этом кольцо устройства заправки установлено концентрично крышке корпуса, кулачок закреплен нн крышке, а корпус кинематически связан с ротором для совместного вращения в процессе намотки и поворота на фазный шаг, На фиг,1 показана компановка станка; на фиг,2 — вид на фиг.1; на фиг.3 — разрез

Б — Б на фиг,1; на фиг.4 — разрез à — Г на фиг.3; на фиг,5 — вид B на фиг.3; на фиг,6 — разрез

Д вЂ” Д на фиг,5; на фиг,7 — намоточное устройство; на фиг,8 — схема переталкинания витка (ряда катушек) обмотки с намоточного устройства в статор; на фиг.9 — узел I на фиг.8; на фиг,10 — форма витка (ряда катушек), получаемого в намоточном устройстве; на фиг.11 — схема намотки, начальное поло>кение; на фиг.12 — то же, конечное положение; на фиг. 13 — схема перемещения роликов штанг в кулачках; на фиг,14 — кинематическая схема взаимодействия намоточного устройства и переталкинателя витков обмотки, Для упрощения описания станка вместо

"ряд катушек" употребляется слово "виток".

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

Намоточное устройство содержит ритор

10 с радиальными пазами 11 на одном конце ротора, штанги 12, размещенные на образующей поверхности ротора между радиальными пазами 11 и перемещающиеся вдоль ротора по направляющим паэам 13. На рабочих концах (верхних) штанг установлены челноки 14 с выступом 15 и челноки 16 с канавкой 17, чередующиеся между собой, Количество штанг с челноками и радиальных пазов 11 ротора ран о числу катушек в витке. В нашем случае ниток содержит 12 катушек, следовательно устройство имеет

12 штанг. Нэ каждом челноке параллельно друг другу установлена пара пластин 18 для ориентации статора 19 относительно ротора

10. Ротор установлен вертикально на станине 1 н подшипниках. Каждая штанга имеет рычаг 20 с роликом 21 на конце, размещенHblM в ручьях 22 кулачков 23 и 24, Все штанги, имеющие челноки 14 с выступом 15, связаны с кулачком 23, а штанги, имеющие челноки 16 с канавкой 17, связаны с кулачком 24. Кулачки 23 и 24 для совместного вращения связаны между собой шпонкой.

Штанги размещены на роторе так, что Ме>хду челноками образуются зазоры, напротив которых при работе станка будут располагаться пазы статора, Над каждым кулачком на роторе жестко закреплены диски 25 и 26.

На диске 25 закреплено шесть водил 27, размещенных B пазах рычагов 20 штанг, имеющих челноки 16 с канавкой 17, таким образом, что рычаг имеет возможность перемещаться по водилу 27 при движении штанги вдоль ротора, На диске 26 закреплено шесть водил 28, размещенных н пазах рычагов 20,штанг, имеющих челноки 14 с выступом 15, таким образом, что рычаг имеет возможность перемещаться по водилу 28 при движении штанги вдоль ротора.

Для останона ротора после понорога на

360" предусмотрен кулачок 29 и рычаг 30, закрепленные на роторе, и упор 31 с роликом 32, взаимодействующим с кулачком 29.

На роторе закреплена шестерня 33 для вращения кулачков 23 и 24 и диск 34 с собачкой

35 для вращения переталкивателя. Сверху на ротор надет стакан 36 и закреплен винтом, так что челноки заходят н него. Стакан препятствует случайному перемещению привода вверх.

Намоточное устройство включает н себя также механизм регулировки хода челноков, содержащий три вертикальных вала 37, имеющих правую и левую резьбы с гайками 38 и 39. Гайки жестко сняэаны с подшипниками

40 и 41, в которых вращаются кулачки 24 и

23, Валы 37 связаны цепной передачей 42, На верхних концах валов 31 выполнены голонки 43 под ключ для их вращения, Привод ротора осуществляется через шестерню 44, жестко связанную с диском

45, на котором закреплена собачка 46, нза1791914

10

55 имодействующая с храпооиком 47 жестко закрепленном на роторе.

На шестеоне 44 жестко закреплен палец 48, который входит в прорезь кулачка 29.

Прорезь кулачка 29 обеспечивает движение упора 31 вниз для 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 вращения от гидропривода (не показан), корпус 51, устанооленный о гильзе, соосно ей, имеющей прорези, н которые входят рычаги 52 крестовины 53, размещенной на втулке 54, жестко закрепленной на роторе 10.

На фланце 45 втулки 54 закреплены .кронштейны 56 с наклонными прорезями

57, Переталкиватель содер>кит также толкатели 58 с пальцами 59. Толкатели установлены н радиальных пазах диска 60, который посредством верхнего фланца 61 размещен подвижно в корпусе 51, при этом пальцы 59 ножей 58 размещены в наклонных прорезях 57 кронштейна 56, а рабочая часть 62 ножей — в радиальных пазах 11 ротора между челноками 14 и 16. Фланец 61 удерживается в корпусе крышкой 63.

На концах рычагов 52 крестовины закреплено кольцо 64. которое опирается на три сухаря 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) для размещения технологической втулки 68 со статором

19 и ее закрепления.

Устройство 4 заправки провода 5 содержит шестерню 69, которая свободно установлена на крышке 63 концентрично ротору и зафиксирована кольцом 70, кулачок 71, закрепленный на крышке 63 внутри шестерни, две губки, одна — неподоижнал 72, закрепленная на шестерне, другая подвижнал 73, стержень 74, установленный перпендикуллрно рабочим поверхностям губок и подпружиненный к кулачку совместно с подвижной губкой, фильтру 75 и неподвижный ролик 76 для направления провода и натяжной механизм 77. С шестерней 69 взаимодействует блок шестерен 78, связанный с гидроприводом 79.

Для поворота статора и намотки следующей фазы имеется шестерня 80, закрепленная 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 фиг. не показаны); шестерня 83 — для поворота статора на шаг фазы, шестерня 84 — для вращения кулачков 23 и 24 через шестерню

33, шестерня 85 — для вращения ротора через шестерню 44. Упор 86 служит для фиксации кулачков 23 и 24, связанные между собой шпонкой 87. Станок оборудован электромеханической системой управления с пультами, Станок для намотки волновых обмоток статорон электрических машин работает следующим образом.

Наматываемый статор имеет 36 пазов, три фазы, каждая фаза содержит 7 витков (рядон катушек) по 12 катушек о каждом.

Статор 19 устанаолинают н технологическую втулку 68 и фиксируют замками н гнезде 67 крышки 63, На ротор устанавливают стакан 36 длл предотвращения смещения провода и крепят его винтом, Челноки 16 с канавкой 17 располагают у оерхнего торца статора на уровне подачи провода 5, а челноки 14 с выступом 15 располагают у ниж»его торца статора, Пазы статора располагаютсл напротив зазоров между челноками, при этом смежные челноки частично перекрынают вход в пазы статора для предохранения изоляции провода от понреждений при укладке витка о пазы статора.

Затем осуществляют регулировку хода челноков, посредством вращения валов 37 и взаимным перемещением гаек 38 и 39, что обеспе <иоает взаимное положение челноков с канавками и выступами о исходном положении, Конец провода со смоточного устройства через тормоз 77, подают н фильеру 75 и размещают между губками 72 и 73.

Включа от гидропривод 79 Ll при вращении шестерни 69 стержень 74 сходит с кулачка 71 и губки 72 и 73 зажимают провод.

При дальнейшем движении губки заводят провод в канавки 17 челноков 16 (достаточно, чтобы провод был захвачен канавкой одного челнока) и при охвате ротора нэ угол

60 автоматически включается гидропривод поворота рстора через шестерню 85, взаимодействующую с шестерней 44. При ора оценил ротора 10, находящиеся на диске "6 водила 28, а на,;иске 25 — водила 27 поворачивают рычаги 20, ролики 21 которых перемещаются в ручьях 22 кулачков 23 и 24. В результате перемещения роликов 21 по кулачкам, штанги начинают перемещаться по однои друг за другом по направляющим па1791914

5 I0

55 зам 13 в заданной последовательности; первым движется вверх челнок с выступом, вторым движется 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 осуществляется в зоне первоначального охвата проводом ротора на длине окружности равной 30 (фиг.5).

Челноки с канавкой тянут провод вниз, а челноки с выступом — вверх, при этом при полном обороте ротора получается полный виток, сформированный в волну(фиг,10-12), После начала работы первого челнока губки в процессе своего движения под действием кулачка разжимаются и освобождают конец провода. В разжатом состоянии губки возвращаются в исходное положение, совершив один оборот, В процессе поворота ротора шестерни

44 посредством пальца 48 вращает кулачок

29„который в конце этого поворота поднимает через ролик 32 упор > I, препятствующий 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 время формирования витка пластины 18 каждого из челноков входят в пазы статора и центрирую" его относительно зазоров между челноками, в которых размещены ножи переталкивателя.

После фо,эмирования полного витка выступы челноков располагаются у верхнего торца статора, а канавки челноков — у ни>кнего торца, при этом пластины 18 челноков .с выступами находятся в двух смежных пазах статора, обеспечив его центрирование.

Затем автоматически включается гидропривод, который вращает втулку 50, которая через ролик бб и сухарь 65 перемещает крестовину 53 с «ронштейнами 56 вниз, в результате взаимодействия наклонных прорезей 57 с пальцами 59 толкателй 58, толкатели, перемещаясь 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 возвращаются в исходное положение и одновременно с этим включается гидропривод вращения кулачков 23 и 24, который через шестергно 84 и взаимодействующую с ней шестерню 33 поворачивает одновременно кулачки 23 и

24, которые возвращают штанги с челноками в исходное поло>кение. Кулачки 23 и 24 после поворота фиксируются упором 86. Во время возвращения штанг"смещение провода предотвращается втулкой 36.

На этом заканчивается образование первого витка. Таким же образом осуществляется формирование второго и последующих витков первой фазы. После изготовления последнего витка первой фазы отрезное устройства 8 подводится к проводу и отрезает его.

Далее включается гидропривод поворота статора и через шестерню 83 и взаимодействующую с ней шестерню 80 статор поворачивается на шаг фазы (на два пазовых деления).

Затем ведут намотку витков второй и третьей фазы статора, После чего с ротора снимается стакан 36, а затем намотанный статор с технологической втулкой GO.

На этом заканчивается цикл намотки статора

Использование данного станка обеспечивает по сравнению с существующими устройствами для намотки волновых обмоток следующие преимущества: расширение технологических возмо>кностей путем изготовления волновых обмоток из провода большого диаметра (0л> > 1,3 мл); повышение производительности за счет сокращения операций,. так как исключается перекладка катушек с шаблона на штыреD JIo оправку и втягивание катушек в пазы статора со штыревой оправки; улучшение качества обмотки, так как уменьшается повре>кдение эмаль-изоляции при укладке провода в пазы статора, вследствие того, fTo кромки паза при укладке провода закрываются челноками.

Формула изобретения

Станок для намотки волновых обмоток статоров электрических машин, содержащий станину, на которой установлены смоточное и намоточное устройства, переталкиватель витков обмотки, отрезное устройство и цикловой привод этих устройств, отличающийся тем, что, с целью расширения гехнологических возможностей путем намотки обмоток из провода любого диаметра и повышение произзодительности, он снабжен устройством заправки провода, выполненным в виде кольца, снабженного приводом его вращения, установленным концентрично ему кулачка, двух губок с проходящим через них стержнем, одна из которых закреплена на кольце, а стержень подпружинен к кулачку и губкам, намоточное устройство выполнено в виде ротора с радиальными пазами, между которыми на образующейся его поверхнос и установлены штанги с челноками, на одном конеце снабженные приводом их перемещения вдоль ротора, и комплекта плас10

1791914

@цг. 7 тин, попарно и параллельно установленных на челноках для ориентации пазов статора относительно ротора, а переталкиватель выполнен в виде корпуса, снабженного крышкой с элементом для установки статора, внутри которого в радиальных пазах ротора установлены толкатели, снабженные приводом их радиального перемещения, при этом кольцо устройства заправки провода установлено концентрично крышке корпуса, кулачок закреплен на крышке, а корпус

5 кинематически связан с ротором для совместного вращения в процессе намотки и поворота на фазный шаг.

1791914

Рог.,7

Г-Г

1791914

1791914

1791914

1791914

@08. И

Составитель И. Ефремов

Техред М.Моргентал Корректор М, Петрова

Редактор

Производственно-издательский комбинат Патент", г, ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 157 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5