Устройство и способ намотки катушек Российский патент 2025 года по МПК H02K15/04 

Область техники

Изобретение относится к технологическому оборудованию для изготовления электрических машин и может быть использовано в электротехнической промышленности для изготовления жестких катушек электрических машин.

Уровень техники

Из уровня техники известно устройство для наложения витковой изоляции и намотки катушек электрических машин (SU 1197012 A1, опубл. 07.12.1985).

Однако намотка катушек, производимая этим и другими аналогами, ограничивает длину «лодочки», поскольку при конструктивном увеличении длины заготовки происходит повреждение дополнительной межвитковой изоляции, а также деформация (стягивание) внутреннего (первого) витка катушки.

Заявленное устройство позволяет производить селективную намотку, то есть намотку в «лодочку» со смещением планшайб в процессе намотки. При вращении челнока и движении планшайб получается псевдокруглая траектория точки гиба пучка провода, что позволяет увеличить длину «лодочки», преодолевая барьер 2500 мм.

Раскрытие изобретения

Технический результат, достигаемый устройством и способом, заключается в возможности удлинения заготовки, получаемой в результате намотки провода, при снижении повреждения провода катушки.

Намоточный механизм, содержащий корпус, челнок, выполненный с возможностью вращения на оси, при этом челнок содержит два винта с гайками шарико-винтовой передачи, расположенные вдоль челнока, установленные на опорах с подшипниками, два сервопривода, две планшайбы, на первой из которых установлен зажим для выводного конца провода, при этом каждая планшайба приводятся в движение вдоль челнока с помощью соответствующего сервопривода.

Устройство намотки катушек, содержащее станину, на которой закреплены отдающий механизм, механизм подачи провода, пульт управления и намоточный механизм.

Способ селективной намотки катушек в «лодочку», содержащий этапы, на которых закрепляют выводной конец провода к ближней относительно отдающего механизма планшайбе, при этом провод и челнок ориентированы соосно и запускают вращение челнока в направлении, которое поднимает выводной конец провода в первой четверти полного оборота челнока, при этом в нечетные четверти полного оборота челнока обе планшайбы синхронно приводят в крайнее нижнее положение, а в четные четверти полного оборота челнока обе планшайбы приводят в равноудаленное от центра положение, при этом расстояние между планшайбами сохраняют неизменным.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлено устройство намотки катушек.

На фиг. 2 представлен фрагмент намоточного механизма.

На фиг. 3 представлен вид А-А фигуры 2.

На фиг. 4 представлен намоточный механизм до момента вращения челнока на 0°, в котором планшайбы смещены для закрепления провода в зажим.

На фиг. 5 представлен намоточный механизм до момента вращения челнока на 0°, в котором планшайбы равноудалены от центра и находятся в состоянии готовности к началу процесса намотки заготовки.

На фиг. 6 представлен намоточный механизм в момент вращения челнока на 45°.

На фиг. 7 представлен намоточный механизм в момент вращения челнока на 90°.

На фиг. 8 представлен намоточный механизм в момент вращения челнока на 135°.

На фиг. 9 представлен намоточный механизм в момент вращения челнока на 180°.

На фиг. 10 представлен намоточный механизм в момент вращения челнока на 225°.

На фиг. 11 представлен намоточный механизм в момент вращения челнока на 270°.

На фиг. 12 представлен намоточный механизм в момент вращения челнока на 315°.

На фиг. 13 представлен намоточный механизм в момент вращения челнока на 360°.

Осуществление изобретения

Устройство для намотки катушек состоит из

станины (4), на которой закреплены отдающий механизм (1), пульт управления (5), механизм подачи провода (6), намоточный механизм (12),

отдающего механизма (1), с бухтами (2), содержащими провод (3),

механизм подачи провода (6) включает узел направляющих роликов (7), формирующий устройство с регулируемым усилием натяжения провода (8), устройство фиксации провода при изолировке (9), изолировочный узел (10), узел (11), включающий выходной направляющий ролик и датчик скорости,

намоточный механизм (12) включает корпус, ось (29), привод, челнок (13), первую и вторую планшайбы (14, 15), установленные на челноке (13) с помощью линейных направляющих (16) и шариково-винтовой передачи (ШВП), состоящей из винта (17) с гайкой шарико-винтовой пердачи и опор (21), установленных на подшипниках, зажим (18), установленный на первой планшайбе (14), с помощью которого закрепляется на намоточном механизме (12) выводной конец провода (3), при этом обе планшайбы приводятся с помощью соответствующих сервоприводов (19), установленных на обоих концах челнока (13), сервоприводы (19) вращают резьбовой винт (17) шариково-винтовой передачи через муфту (20), концы ШВП установлены на опорах (21) с подшипниками, при этом, при вращении винта (17) шариково-винтовой передачи с помощью соответствующего сервопривода (19), планшайба (14) перемещается по линейным направляющим (16) вдоль челнока (13). В качестве сервопривода (19) выполнен серводвигатель с тормозом.

Планшайба (14) содержит ось (22), основание (23), шайбу (24), закрепленную на основании (23), ограничитель (25). Поверхность (26), выполненная между шайбой (24) и ограничителем (25) формирует диаметр катушки, выполнена для намотки на нее провода (3) для формирования заготовки «лодочка». Планшайба крепится к винту (17) посредством гайки (27), а также к линейным направляющим (16) посредством каретки (28). Шайба (24) выполнена для дистанцирования катушки от челнока (13).

Привод вращения (не показан) челнока содержит электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, муфту, редуктор, цепную передачу, тормоз и зубчатую передачу. Тормоз выполнен в виде обгонной муфты, наружная обойма которой жестко закреплена на корпусе, а ступица - на валу.

Устройство намотки катушек работает следующим образом.

Предварительно на отдающий механизм (1) устанавливают одну или несколько бухт (2) с проводом (3). Провод пропускают через узел направляющих роликов (7), а далее через выходной направляющий ролик на зажим (18) на намоточном механизме (12). Вращающиеся части устройства намотки приводятся посредством электродвигателей. Пуск, пауза, выключение и управление характеристиками производится с помощью пульта управления (5). В частности, на пульте управления (5) задается количество витков катушки и длина заготовки.

Способ намотки

Графически способ изображен на фигурах 4-12.

Способ заключается в следующем. Сначала вводится размер заготовки оператором в пульт управления (5), планшайбы (14, 15) смещаются от центра оси вращения челнока на длину заготовки «лодочки». Далее подводится пучок провода (3) к зажиму (18) планшайбы (14), фиксируя выводной конец провода (3) катушки. Следующим этапом вводится в программу на пульте управления количество витков, и запускается автоматический процесс намотки, при этом на протяжении всего процесса намотки планшайбы двигаются плавно и синхронно, сохраняя расстояние между планшайбами неизменным, соответствующим заданному на пульте управления расстоянию, соответствующему длине «лодочки».

1. В первом квадранте намотки витка в процессе вращения челнока (13) от 0° до 90° обе планшайбы (14, 15) смещаются относительно центра челнока к стороне Б. При положении 90° находящаяся со стороны А планшайба (14) находится в максимально отдаленном положении от края стороны А. Находящаяся со стороны Б планшайба (15) занимает соответствующую позицию, в зависимости от заданной длины «лодочки».

2. Во втором квадранте в процессе вращения челнока от 90° до 180° планшайбы плавно, синхронно смещаются от стороны Б, занимая при 180° равноудаленное положение, относительно центра челнока.

3. В третьем квадранте намотки витка в процессе вращения челнока (13) от 180° до 270° обе планшайбы (14, 15) плавно смещаются относительно центра челнока синхронно к стороне А. При положении 270° находящаяся со стороны Б планшайба (15) находится в максимально отдаленном положении от края стороны Б. Находящаяся со стороны А планшайба (14) занимает соответствующую позицию, в зависимости от заданной длины «лодочки».

4. В четвертом квадранте в процессе вращения челнока от 270° до 360° планшайбы плавно, синхронно смещаются от стороны А, занимая при 360° равноудаленное положение, относительно центра челнока (13).

5. Таким способом наматывается N количество витков катушки.

6. После намотки последнего витка планшайбы (14, 15) смещаются в равноудаленное расстояние от центра челнока (13). Производится подвязка витков катушки между собой.

7. Отрезают второй выводной конец катушки. Первый конец катушки освобождают из зажима (18). В программе на пульте управления (5) выбирается режим съема катушки с планшайб (14, 15). Одна из планшайб отодвигается к центру на небольшое расстояние, позволяющее беспрепятственно снять катушку.

8. При намотке следующей катушки также выставляются планшайбы (14, 15) в исходное положение, и процесс намотки повторяется.

Группа изобретений относится к области машиностроения, в частности к намоточным механизмам. Намоточный механизм содержит корпус, челнок с шарико-винтовой передачей, два сервопривода, две планшайбы, на первой из которых установлен зажим для выводного конца провода, при этом каждая планшайба приводятся в движение вдоль челнока с помощью соответствующего сервопривода. Устройство намотки катушек содержит станину, на которой закреплены отдающий механизм, механизм подачи провода, пульт управления и намоточный механизм. Способ селективной намотки катушек в «лодочку», содержащий этапы, на которых закрепляют выводной конец провода к ближней относительно отдающего механизма планшайбе, при этом провод и челнок ориентированы соосно, и запускают вращение челнока в направлении, которое поднимает выводной конец провода в первой четверти полного оборота челнока, при этом в нечетные четверти полного оборота челнока обе планшайбы синхронно приводят в крайнее нижнее положение, а в четные четверти полного оборота челнока обе планшайбы приводят в равноудаленное от центра положение, при этом расстояние между планшайбами сохраняют неизменным. Достигается удлинение заготовки, получаемой в результате намотки провода, при снижении повреждения провода катушки. 3 н.п. ф-лы, 13 ил.

1. Намоточный механизм, содержащий корпус, челнок, выполненный с возможностью вращения на оси, при этом челнок содержит два винта с гайками шарико-винтовой передачи, расположенные вдоль челнока, установленные на опорах с подшипниками, два сервопривода, две планшайбы, на первой из которых установлен зажим для выводного конца провода, при этом каждая планшайба приводится в движение вдоль челнока с помощью соответствующего сервопривода.

2. Устройство намотки катушек, содержащее станину, на которой закреплены отдающий механизм, механизм подачи провода, пульт управления и намоточный механизм по п. 1.

3. Способ селективной намотки катушек в «лодочку», содержащий этапы, на которых закрепляют выводной конец провода к ближней относительно отдающего механизма планшайбе, при этом провод и челнок ориентированы соосно, и запускают вращение челнока в направлении, которое поднимает выводной конец провода в первой четверти полного оборота челнока, при этом в нечетные четверти полного оборота челнока обе планшайбы синхронно приводят в крайнее нижнее положение, а в четные четверти полного оборота челнока обе планшайбы приводят в равноудаленное от центра положение, при этом расстояние между планшайбами сохраняют неизменным.