Устройство для укладки короткозамкнутых витков в пазы магнитопровода электрических машин Советский патент 1985 года по МПК H02K15/06 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для укладки короткозамкнутых витков в пазы магнитопровода электрических машин и может найти применение в электротехнической промышленности.

По основному авт. св. № 959221 известно устройство, содержащее корпус, в котором установлены механизм для ввода сторон витков в шлицы зубцов и фиксации их в шлицах, механизм для ориентации сторон витков в пазу по нормали к боковым поверхностям головки зубцов и обжатия их, расположенный внутри механизма для ввода сторон витков в шлицы зубцов и фиксации их в шлицах, приспособление для поджатия магнитопровода к механизму для ориентации сторон витков в пазу и обжатия их, расположенное над этим механизмом и соосно с ним, центры для установки магнитопровода, при этом один из центров расположен внутри механизма для ориентации сторон витков в пазу и обжатия их, который выполнен в виде стакана, снабженного приводом его поворота и с отв рстиями в дне диска, расположенного внутри стакана и снабженного приводом возвратно-поступательного перемещения, и стержней, сечение которых соответствует форме паза магнитопровода. Вдоль каждого из стержней на участке, соответствующем верхней части паза с боковой стороны, выполнен скос, а по оси симметрии выполнены последовательно расположенные продольная канавка, выступ, две сообшающиеся спиральные канавки со встречной нарезкой, имеющие по краям расширенные участки. Стержни одним концом закреплены на диске, а другие их концы расположены в отверстиях дна стакана 1.

В связи с тем, что витки и пазы магнитопровода, куда укладываются эти витки, как правило, имеют отклонение от номинальных размеров (неточность изготовления), наблюдается неплотное прилегание некоторых витков к боковым поверхностям зубцов, что снижает качество электрической машины. Так как ориентация витков по нормали к боковым поверхностям головок зубцов осуществляется на участке первой по ходу спиральной канавки стержней, которая сразу же переходит в следующую спиральную канавку, но со встречной нарезкой, то не всегда витки ориентируются по нормали к боковым поверхностям головок зубцов по всей их высоте: в то время как нижняя часть витка сориентировалась по нормали, верхняя ее часть может несколько не дойти, так как наверху у начала спиральной канавки есть расширенный участок, у таких витков наружные ветви не по всей длине укладываются в шлиц магнитопровода, что также снижает качество укладки витков в пазы магнитопровода электрической машины.

Цель изобретения - улучшение качества укладки, за счет плотного прилегания витков к боковым поверхностям зубцов магнитопровода.

Поставленная цель достигается тем, что

Б устройстве между двумя сообщающимися спиральными канавками стержней на поверхности скоса выполнен паз для свободного размещения одной стороны витка, а в нижней части скоса выполнен сферический выступ с радиусом, вписанным в поперечный разрез стержня.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; в разрезе; на фиг. 2 - механизм для ориентации сторон витков в шлицы зубцов

5 и фиксации их в шлицах; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - узел 1 на фиг. 1; на фиг. 5 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 6 - узел II на фиг. 2; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 8 - стержень механизма для ориентации сторон витков

0 в пазу и обжатия их; на фиг. 9 - сечение в начале участка Д на фиг. 8; на фиг. 10 - сечение в конце участка 3 на фиг. 8; на фиг. 11 - сечение в конце участка И на фиг. 8; на фиг. 12 - магнитопровод с уложенными короткозамкнутыми витками, вид снизу; на фиг. 13 - этапы укладки витка в паз статора.

Устройство для укладки короткозамкнутых витков в пазы магнитопровода электрических машин содержит корпус, имею0 ший плиты 1-3 (фиг. 1), связанные между собой четырьмя колоннами 4. На плите 1 установлено приспособление 5 для поджатия магнитопровода к механизму для ориентации сторон витков в пазу и обжатия их. Приспособление содержит фланец 6,

5 на котором смонтирован привод осевого возвратно-поступательного перемещения, выполненный в виде пневмоцилиндра 7 с поршнем 8. На нижнем конце поршня 8 на подшипниках смонтирован стакан 9, в дне

0 которого выполнены отверстия, количество и форма которых соответствует пазам магнитопровода. Пневмоцилиндр 7 закрыт крышкой 10, на которой закреплен кронштейн 11 с направляюи ими элементами 12, с которыми взаимодействует стакан 9, для чего на

5 его наружной поверхности выполнены пазы. На крышке 10 также закреплен кронштейн 13 с установленными на нем микропереключателями 14, с которыми взаимодействует копир 15, закрепленный на наружной поверхности стакана 9. Внутри поршня 8 установлен Пневмоцилиндр 16, в котором расположен поршень 17. На нижнем конце штока 18 на подшипниках установлен центр 19 для установки магнитопровода (подшипники не показаны). Пневмоцилиндр 16 снизу

5 закрыт крышкой 20. Шток 18 в верхней части заканчивается стержнем 21, несущим кулачок 22, с которым взаимодействуют два переключателя (не показаны), закрепленные на крышке 23 и фиксирующие крайнее верхнее и нижнее положения центра 19. Цилиндр 16 сверху закрыт крышкой 24. На плите 2 смонтирован механизм 25 для ориентации сторон витков в пазу по нормали к внутренним боковым поверхностям головки зубцов и обжатия их и механизм 26 для ввода сторон витков в шлицы зубцов и фиксации их в шлицах. При этом механизм 25 расположен внутри механизма 26.

Механизм 25 выполнен в виде стакана

27с шестерней на наружной поверхности с отверстиями в дне, который на подшипниках установлен на обойме 28 (фиг. 2) и закреплен на плите 2 болтами 29. Обойма

28снизу закрыта крышкой 30, а сверху - плитой 31, а резьбовое отверстие которой завернута гайка 32, являюшаяся опорой для короткозамкнутых витков. В дне стакана 27 выполнены сквозные отверстия, через которые проходят стержни 33, сечение которых соответствует форме паза магнитопровода. Вдоль каждого из стержней на участке, соответствующем верхней части паза магнитопровода, с боковой стороны выполнен скос, а по оси симметрии выполнены последовательно расположенные продольная канавка, две сообщаюшиеся посредством прямой канавки спиральные канавки со встречной нарезкой, имеющие по краям расширенные участки. Внутри механизма 25 в дне стакана 27 соосно с ним размешен центр 34 для установки магнитопровода. Центр 34 установлен на эластичной подушке 35 соосно центру 19. Стержни 33 своими нижними концами закреплены в пазах диска 36, расположенного внутри стакана 27, с помощью гайки 37. Диск 36 в нижней части выполнен в виде вилки, которая сочленяется с муфтой 38. На нижнем торце стакана 27 закреплено полукольцо 39, на плите 2 - корпус упора 40. Шестерня стакана 27 находится в зацеплении с рейкой 41, которая установлена на подшипниках 42, закрепленных также на плите 2 (фиг. 3).

Механизм 26 для ввода сторон витков в шлицы зубцов и фиксации их в шлицах содержит кольцо 43 (фиг. 2), закрепленное на обойме 28 болтами 44. Внутри кольца 43 установлено нажимное кольцо 45 с внутренней конической поверхностью. В нажимном кольце 45 выполнены три вертикальных отверстия, через которые проходят тяги 46. На плите 31 установлены пуансоны 47, взаимодействующие с короткозамкнутыми витками 48, закладываемыми в пазы статора 49. Пуансоны 47 расположены радиально в плоскости, перпендикулярной оси стакана 27, при этом на рабочем участке каждого пуансона выполнены параллельно расположенные выступы и вилка для размещения магнкгопровода, а на выступающих частях

вилки выполнены скосы, расположенные под углом один к другому (фиг. 2 и 5).

На внутренней конической поверхности кольца 45 закреплены накладки 50 (фиг. 5), имеющие по краям заплечики, которые входят в наклонные пазы, выполненные на боковых поверхностях пуансонов 47 параллельно конусной образующей нажимного кольца 45. На одной из боксовых поверхностей пуансонов 47 выполнен «ласточ0 кин хвост (фиг. 7), которым они взаимодействуют с направляющими 51, расположенными радиально на плите 31 между пуансонами 47. Рейка 41 (фиг. 3) связана со штоком 52 привода 53 поворота стакана 27 с помощью пальца 54. В корпусе упора 40 выполнены два резьбовых отверстия, в которые ввинчены стопорные винты 55. На наружной поверхности полукольца 39 выполнен «ласточкин хвост, по которому оно сопрягается с кулачком 56. Кроме того, на

0 плите 2 снизу закреплен кронштейн 57 с установленными на нем двумя микропереключателями 58. На плите 3 установлены приводы возвратно-поступательного осевого перемещения пуансонов 47 в плоскости, перпендикулярной оси стакана 27.

Привод возвратно-поступательного осевого перемещения диска представляет собой пневмоцилиндр, состоящий из основания 59, на котором закреплен цилиндр 60. Внутри цилиндра 60 помещен поршень 61,

0 шток 62 которого проходит через крышку 63. На штоке 62 закреплена траверса 64 и муфта 38 для соединения штока 62 с диском 36 (фиг. 2). Через отверстие траверсы 64 проходит направляющая колонка 65, которая одним концом закреплена на основании 59, а другим - на плите 2. На резьбовых частях направляющей колонки 65 установлены регулируемые жесткие упоры 66.

Привод возвратно-поступательного перемещения пуансонов представляет собой закрепленный на основании 59 пневмоцилиндр 67, расположенный концентрично относительно цилиндра 60. Внутри цилиндра 67 помещен порщень 68, который проходит через крышку 69. На конце поршня 68 закреплен фланец 70, в котором выполнены отверстия для закрепления нижних концов тяг 46. На одной из тяг 46 закреплен кулачок 71, взаимодействующий с двумя микропереключателями 72, установленными на кронштейне 73, закрепленном на корпусе

0 упора 40. На торцовой части траверсы 64 закреплен подшипник 74 и кулачок 75 (фиг. 4), через отверстие которого проходит втулка 76 с коническим отверстием. К плите 2 станины прикреплен кронщтейн

77, на котором установлен корпус фиксатора 78. В отверстие корпуса установлен подпружиненный стержень 79, один конец которого выполнен конусом, а другой посредством двуплечего рычага 80 с серьгой 81 связан с якорем электромагнита 82. Регулировка усилия пружины фиксатора осуществляется с помощью гайки 83. На корпусе фиксатора закреплены также два микропереключателя 84.

Стержень 33 (фиг. 8-II) имеет на поверхности, обращенной к открытой стороне паза магнитопровода, фигурные канавки и сферический выступ 85 (фиг. 8), взаимодействующие с витком и осуществляющие его деформацию. Рабочими участками стержня являются Г,Д,Е,Ж,3- Участки И,К - нерабочие, а участок Л используется для крепления стержня в пазах диска 36 (фиг. 2) Скос на стержне на всем протяжении (участок L) выполнен на глубину п (фиг. 11), равную толщине витка, что обеспечивает свободный съем магнитопровода в конце цикла работы устройства.

Устройство снабжено пультом управления, имеет пневматическую и электрическую системы, обеспечивающие его работу в наладочном н автоматическом режимах.

Устройство для укладки короткозамкнутых витков в пазы магнитопровода электрических машин работает следующим образом.

Магнитопровод в сборе с валом (фиг. 2) вручную устанавливают на стакан 27 и упи рают в центр 34. При этом стержни 33 вводятся в пазы статора. Пуансоны 47 находятся в исходном положении. В щели, образовавщиеся между пуансонами, статором и канавками стержней на участке (фиг. 8), вручную вводят короткозамкнутые витки 48 (фиг. 2). После этого по команде сжатый воздух поступает в верхнюю нолость цилиндра 16 (ФИГ 1) и норшень 17 со щтоком 18, на конце которого находится вращающийся центр 19, опускается и происходит центрирование магнитопровода.

В нижнем положении центра 19 от кулачка 22, сидящего на стержне 21, подается команда микропереключателем (не показан) на поступление воздуха в верхнюю полость цилиндра 7, что вызывает опускание порщня 8 со стаканом 9 до соприкосновения с магнитопроводом. При этом верхние концы стержней 33 входят в отверстия стакана 9, а его пазы на наружной поверхности выходят из контакта с направляющими 12 (фиг. 1). Происходит прижим магнитопровода к торцу стакана 27 (фиг. 2). При этом устраняется «распущенность магнитопровода, так как высота пакета магнитопровода у периферии больще, чем у вала. Нижний центр 34, который опирается на эластичную подушку 35, опускается вниз на некоторую величину. При этом копир 15 воздействует на микропереключатель 14, который подает команду на подачу сжатого воздуха в заднюю полость цилиндра (фиг. 1) что вызывает перемещение поршня со штоком 52 (фиг. 3) и связанной с ним рейки 41, которая поворачивает стакан 27. Происходит поворот всей системы стакан 9 - Магнитопровод - стакан 27 - полукольцо

39 - стержни 33 - диск 36 - муфта 38 на половину шага пазов магнитопровода, что вызывает ввод зубцов полюсов .магнитопровода в отверстия витков. При этом полукольцо 39 (фиг. 3) одним из торцов упирается в стопорный винт 55. В это время ку лачок 56 воздействует на один из микропереключателей 58, который подает сигнал на поступление сжатого воздуха в нижнюю полость цилиндра 60. Поршень 61 со штоком 62, траверсой 64, муфтой 38 и с диском

5 36 получает поступательное перемещение, вызывая подъем стержней 33 в их среднее положение.

При перемешении стержней 33 в среднее положение происходит ориентация сторон витков в пазу по нормали к внутренним

0 боковым поверхностям головки зубцов. Ориентация осуществляется спиральной и следующей за ней прямой канавкой стержня на участках Д и Е (фиг. 8), фиксация данного положения осуществляется стержнем 79 фиксатора (фиг. 4), который под действием пружины входит в конусное отверстие втулки 76 на траверсе 64. В этот момент срабатывает микропереключатель (не показан), который подает команду на прекращение подачи сжатого воздуха в нижнюю полость цилиндра 60 (фиг. 1). Одновременно подается команда на подачу сжатого воздуха в нижнюю полость цилиндра 67. Поршень 68 с фланцем 70 и толкателями перемещает вверх нажимное кольцо 45 (фиг. 2). Последнее вызывает радиальное

перемещение пуансонов 47 к центру стакана 27. При этом пуансоны вводят наружные стороны витков 48 в щлицы зубцов и фиксируют их. В крайнем верхнем положении тяги 46 кулачок 71 воздействует на верхний микQ ропереключатель 72 (фиг. 1), который подает команду на включение электромагнита 82 фиксатора (фиг. 4). При этом стержень 79 фиксатора выходит из конусного отверстия втулки 76, освобождая траверсу 64. После этого подается команда на постун5 ление сжатого воздуха в нижнюю полость цилиндра 60 (фиг. 1). Происходит дальнейщее перемещение стержней 33 в их крайнее верхнее положение, которое фиксируется соприкосновением траверсы 64 с верхним регулируемым упором (фиг. 1). При этом сферический выступ 85 (фиг. 8, 10) стержней 33 воздействует на нижнюю торцовую часть витка, вызывая дополнительный ее подгиб к торцу зуба магнитопровода (фиг. 12), что обеспечивает более плотное прилегание витков в пазах. При перемещении стержней из среднего положения в крайнее верхнее их участки Ж и 3 (фиг. 8) взаимодействуют с внутренними сторонами

витков, вызывая обжатие их до плотного прилегания к внутренним боковым поверхностям головки зубцов. В этом положении кулачок 75 (фиг. 4) воздействует на верхний микропереключатель 84, который подает команду на подвод сжатого воздуха в верхнюю полость цилиндра 67. Происходит движение поршня 68 и связанных с ним тяг 46 с нажимным кольцом 45 (фиг. 2) вниз. При этом пуансоны 47 отводятся в исходное положение за счет взаимодействия заплечиков накладок 50 (фиг. 5) с наклонными пазами на боковых поверхностях пуансонов. Кулачок 71 (фиг. 1) в своем нижнем положении воздействует на нижний микропере.ключатель 72, который подает команду на подачу сжатого воздуха в переднюю полость цилиндра привода 53, вызывая движение рейки 41 (фиг. 2) и возврат в исходное положение стакана 27, а следовательно, и магнитопровода. При этом второй конец полукольца 39 (фиг. 3) упирается в стопорный винт 55, фиксируя стакан 27 в исходном положении. Кулачок 56 воздействует на верхний микропереключатель 58, который подает команду на подачу сжатого воздуха в верхнюю полость цилиндра 60, вызывая тем самым опускание диска 36 в исходное положение (стержень 79 фиксатора не препятствует движению траверсы 64 вниз, так как электромагнит 82 (фиг. 4) возбужден. Фиксация крайнего нижнего

Ц

23 28

положения стержней 33 обеспечивается соприкосновением траверсы 64 с нижним регулируемым упором. При этом кулачок 75 (фиг. 4) воздействует на нижний микропереключатель 84, подающий команду на подачу сжатого воздуха в нижнюю полость цилиндра 7, вызывая подъем стакана 9 (фиг. 1) в крайнее верхнее положение. При перемещении стакана 9 вверх до потери контакта со стержнями 33 его вертикальные пазы на наружной поверхности входят в контакт с направляющими элементами 12 кронщтейна 11, чем гарантируется сохранение ориентации пазов стакана 9 в его верхнем положении относительно пазов магнитопровода в исходном положении. Копир 15 в крайнем верхнем положении стакана 9 воздействует на верхний микропереключатель 14, который подает команду на подачу сжатого воздуха в нижнюю полость цилиндра 16, вызывая подъем центра 19 в исходное верхнее положение. Магнитопровод с уложенными короткозамкнутыми витками извлекается из стакана 27. Затем цикл работы устройства повторяется.

Изобретение позволяет повысить качество укладки короткозамкнутых витков в пазы магнитопровода электрических машин за счет обеспечения плотного прилегания витков к боковым поверхностям зубцов магнитопровода.

8

Фиг,..

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УКЛАДКИ КОРОТКОЗАМКНУТЫХ ВИТКОВ В ПАЗЫ МАГНИТОПРОВОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН по авт. св. № 959221, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества укладки за счет плотного прилегания витков к боковым поверхностям зубцов магнитопровода, между двумя сообщающимися спиральными канавками стержней на поверхности скоса выполнен паз для свободного размещения одной стороны витка, а в нижней части скоса выполнен сферический выступ с радиусом, вписанным в поперечный разрез стержня. (Л 05 СО -25 о ас со

SZ

81

ФигМ

Вид 6

51

Фиг.5

В-В

Фиг.6

Фиг. 7

д

К

85

Фиг.8

В5

%

Фиг.9Фиг.1вфиьЛ

Фиг.З