Станок для растяжки и формовки обмоток электрических машин из лодочки в секцию Советский патент 1992 года по МПК H02K15/04 

Изобретение относится к производству обмоток электрических машин, в частности к устройству одного из видов оборудования, придающего окончательную форму секции статорной обмотки электрической машины.

Известно несколько разновидностей станков для растяжки из лодочки в секцию, например универсальный растяжной станок для растяжки лодочек в секции.

Однако отсутствие силовых приводов (в механизмах зажима головок лобовых частей) противодействия сближению головок секции в процессе ее растяжки в значительной мере снижает возможность хорошего

облегания изгибаемой обмотки на углах перехода пазовых частей в лобовые и у головок. При этом имеет место сложность настройки и поднастройки станка, так как качающиеся рычаги, поворачиваясь на заданный угол, одновременно растягивают пазовые части секции на заданную хорду (между центрами сечений) и поворачивают оси сечений. И хотя головки на рычагах имеют возможность дополнительного поворота относительно рычагов на определенные упорами углы, эти углы не могут быть непосредственно получены из чертежа, настройка требует значительного количества пробных гибок и высокой квалификации рабочего.

а

XI

О

со

VJ

Возможность дополнительного поворота не означает его обязательность. Привод здесь отсутствует и единообразия секций нет. Дополнительная рихтовка необходима. При этом лобовые участки ничем не ограничены в пространстве.

Известен станок, на станине которого справа и слева расположены две регулируемые вдоль оси стойки с механизмами фиксации головок будущей секции, имеющими установочное перемещение в вертикальном направлении, гидравлические приводы противодействия сближению головок во время растяжки и возможность поворота вокруг горизонтальной оси для выполнения головок под заданным углом.

В средней части станка вокруг горизонтальной оси (соответствующей оси расточки статора) синхронно поворачиваются так называемые стяжные рычаги, несущие каждый по одной каретке с горизонтальной линейкой и двумя механизмами зажима пазовой части секции на этой линейке. Каретки линеек имеют направляющие и приводы для радиального перемещения вдоль стяжных рычагов соответственно различным диаметрам расточки статора, т е. для получения необходимых углов между осями сечений пазовых частей и различных хорд. Для секций, укладываемых в статоры, диаметр расточки которых больше удвоенной величины стяжных рычагов автоматическое достижение соответствия углов поворота рычагов и заданной хорды становится невозможным. Поэтому в узлах присоединения линеек к стяжным рычагам предусмотрены шарнирные механизмы корректировки углов.

Между механизмами зажимов головок и механизмами зажима пазовых частей секции (в зоне формообразования лобовых частей секции) размещены наборы секторных шаблонов для принудительного формования лобовых частей. Наборы выполнены из листовых шаблонов (примерно 1/4 круга) с возрастающими по направлению головками радиусами кривизны таким образом, чтобы описанная вокруг криволинейных участков одного из четырех наборов коническая поверхность соответствовала конусу, вписанному в соответствующую лобовую часть собранной обмотки (например, нижний ряд, сторона привода).

Недостатком известных станков является трудность настройки станка на растяжку катушек очередного типоразмера, особенно для машин, диаметр расточки которых превышает 1200-1300 мм, где настройка на заданную величину хорды и углов между осями сечений пазовых частей не может

быть обеспечена смещением кареток вдоль

стяжных рычагов и поворотом рычагов на

заданный угол от вертикального положения.

Выход на расчетную хорду не обеспечивает заданные углы ( получаются больше, чем требуется), а введение корректирующего поворота линеек сразу приводит к резкому уменьшению хорды. Нахождение конечных положений трех элементов на0 стройки (угол поворота рычагов, радиальное положение кареток на рычагах и величина коррекции угла поворота пазовых зажимов) достигается последовательным приближением к цели путем ряда проб.

5 Для катушек малых статоров, где каретки рычагов сразу могут быть выставлены на заданные радиусы и угол поворота также взят из чертежа, настройка упрощается, но заданная хорда между пазовыми частями не

0 обеспечивается с достаточной точностью, ибо зажимы пазовых частей не являются самоцентрирующими, они фиксируют прямоугольное сечение не по осям X и Y, а по двум сторонам ( в угол). Кроме того, попыт5 ка откорректировать, например, хорду сопровождается изменением углов. Нет раздельной установки и корректировки каждого параметра секции.

Необходимо также применение сравни0 тельно длинных рычагов(для увеличения диапазона прямой настройки радиусов R и углов а), через которые нужно вручную переносить как заготовку (лодочку), так и растянутую секцию. Обслуживание станка, как

5 правило, должны осуществлять два оператора.

Цель изобретения - сокращение трудоемкости путем упрощения первоначальной настройки механизмов станка и последую0 щей поднастройки, а также обеспечение максимальных удобств обслуживания и минимальных габаритов станка по высоте.

Поставленная цель достигается тем, что в станке для растяжки и формовки обмоток

5 электрических машин из лодочек в секцию, содержащем механизмы зажима головок, снабженные приводами противодействия сближению головок при формовке механизмами растяжки и разворота пазовых частей,

0 включающими стойки, несущие каретки и механизмы зажима пазовых частей секции, смонтированные на балках силовых стоек, приводами их, и наборные из отдельных секторов конические поверхности для при5 нудительного формования лобовых участков секций, каждый механизм растяжки и разворота пазовых частей снабжен колодкой с блоками и элементами фиксации пазо- вой части и приводом ее поворота, установленной на каретке и жестко связанной с балкой, а стойки каждого механизма растяжки имеют возможность возвратно- поступательного перемещения одна навстречу другой и механизмы перемещения колодок по вертикали.

Механизмы зажима пазовых частей выполнены из самоцентрирующих губок для фиксации секции по высоте, задвижками для фиксации секции по ширине, имеющей скос на конце для запора, и упора для установки секции, выполненного с возможностью регулировки его положения в горизонтальной плоскости.

Балки стоек выполнены из двух частей, при этом механизмы зажима пазовых частей снабжены приводами перемещения их по поверхности балок и клино-винтовыми зажимами.

Сущность предложенного технического решения заключается в создании независимых функциональных механизмов для обеспечения всех основных (определяющих) геометрических параметров формуемой секции. Это значит, что внесение коррективов в углы наклона оси сечения правой и левой (верхней и нижней) ветвей пазовой части совершенно не отражается на величине хорды растянутой секции - расстоянии по прямой между центрами сечений. И наоборот, увеличение или уменьшение хорды совершенно не влияет на углы наклона осей сечений пазовой части (ни общий угол между ними, ни углы между каждой пазовой частью и вертикальной плоскостью), они остаются неизменными.

В отличие от прототипа в предлагаемом техническом решении силовые стойки имеют раздельные приводы (например, гидрав- лические) для координированного прямолинейного перемещения стоек в горизонтальной плоскости.

Отказ от принципа ножниц, поворачивающихся стяжных рычагов, позволил: в процессе растягивания пазовых частей в разные стороны не изменять угловое положение их сечений, заниматься только дости- жением заданной хорды, расстояния между центрами сечений. Механизм растяжения отдален, стал автономным: перемещения каждой пазовой части по высоте совершенно не связывать с осью статора машины, с радиусом ее положения в пространстве относительно этой оси. Обеспечивать только взаимное положение по высоте осей сечений пазовых частей и их уровень относительно головок секции. Это сразу уменьшило диапазон перемещений кареток по стойкам, позволило сделать стойки низкими, упростило и облегчило работу на станке при установке заготовки (лодочка) и съеме продукции (секция).

Каретки силовых стоек снабжены дуговыми направляющими для поворота колодок с центром кривизны дуги, совпадающим с центром сечения пазовой части секции, приводами поворота колодок с основаниями балок на заданные углы от вертикали и механизмами перемещения кареток по

0 стойкам в вертикальном направлении.

Последний механизм дает возможность обеспечить взаимное положение по вертикали (по оси Z) четырех элементов секции: двух головок и двух пазовых частей.

5 Поворотные по дуговым направляющим колодки и приводы для поворота обеспечивают получение заданного разворота сечений пазовых частей от вертикальной плоскости.

0Но, чтобы при развороте не изменять

расстояние между пазовыми частями (хорду), необходимо всегда ставить пазовую часть так, чтобы центр ее поперечного сечения совпадал с осью кривизны дуговых на5 правляющих колодки.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает возможность независимой настройки каждого параметра секции и тем самым сокращения трудоемкости.

0Механизм фиксации сечения пазовой

части по высоте выполнен с настроечным синхронным сближением губок, т.е. самоцентрирующим, а скользящая планка, запи- рающая ручей по ширине, имеет на

5 переднем конце скос и ролик в средней части для выбора зазоров в последний момент зажима, основания балок зажимов установлены в радиальных пазах поворотных колодок и снабжены шкалами для индикации их

0 положения в этих пазах. Такая конструкция механизма фиксации пазовой части всегда обеспечивает совмещение центра сечения секции с центром кривизны дуговых направляющих колодок, что необходимо для раз5 дельной накладки и регулировки каждого параметра секции.

Что касается скоса и ролика на запирающей ручей планке, то здесь достигается другая цель.

0Шторные дверки (например, в купе

ж.д.вагона, в отличие от распашных, поворотных, например, входная дверь вагона), при закрывании способны повредить содержимое ручья (частично сорвать изоляцию).

5 Поэтому лучше немного усложнить их движение - выйти в конечное положение с небольшим поперечным поджимом.

Горизонтальные сменные балки выполнены раздельными и более длинные имеют более мощное сечение.

В прототипе сменные балки сделаны едиными для правого и левого зажимов и имеют одинаковое поперечное сечение, отличаются только длиной. Выполнение двух балок вместо одной позволяет обеспечить стыковые поверхности большой площади и возможность применения ребер на более длинных из них. Это повышает надежность при гибке секций максимального сечения и длины, изгиб балок незначителен.

На фиг. 1 изображены основные узлы станка и их взаимное расположение в конце цикла растяжки, аксонометрия; на фиг. 2 - каретка силовой стойки для верхней ветви секции, внешний вид; на фиг. 3 - то же, разрез; на фиг. 4 - разрез А-А, на фиг.З; на фиг. 5 - механизм фиксации пазовой части, вертикальный разрез; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 - схема растяжки лодочки.

На станине (не показана) на правом и левом ее концах, установлены с возможностью регулирования вдоль оси станка стойки 1. В горизонтальных отверстиях стоек помещены пиноли 2 со скобами 3. На длинной внутренней стороне скобы по пазу перемещаются фасонные губки 4 и 5, между которыми зажимается головка секции 6. При этом неподвижная регулируемая при помощи винта 7 губка 4 снабжена пальцем 8, который входит в отверстие головки, определяя ее положение по высоте. Подвижная губка 5 снабжена приводным гидроцилиндром 9. Цилиндр 10 предназначен для продольных перемещений узла, а во время растяжки секции создает постоянное противодействие сближению головок, вследствие чего изгибаемые участки более плотно облегают фасонные поверхности формообразующих деталей.

По поперечному направляющему гребню станины (не показан) станка перемещаются под воздействием гидравлических цилиндров 11 силовые стойки 12 и 13 (низкая и высокая для нижней и верхней ветвей пазовой части секции). По вертикальным направляющим стоек 12 и 13 благодаря гидравлическим цилиндрам 14 передвигаются каретки 15 с дуговыми направляющими для колодок, центр кривизны которых совмещен с осью соответствующей пазовой части. Для поворота колодок предусмотрены гидроцилиндры 16 (на высокой стойке сверху, на низкой - снизу). Угол поворота определяется по шкале 17. В пазах поворотных колодок установлены основания 18 балок 19-22. Эти основания сдвигаются в радиальном направлении по пазам колодок и их положение отмечается по шкале 23. На каждой балке закреплен с возможностью продольной

регулировки механизм зажима пазовой части 24, содержащий самоцентрирующие губки 25 и 26, ограничивающие сечение по высоте (снизу и сверху), и задвижку 27, приводимую в действие цилиндром 28. Зажимы передней стойки 12 условно не показаны.

На фиг. 2 более подробно показана каретка 15, в дуговых направляющих которой (в центре сечения секции 6) помещена поворотная колодка 29 с радиальными пазами с каждой стороны, в которых установлены основания балок 18 и закреплены болтами 30, пропущенными в удлиненные отверстия 31. При отжатых болтах 30 передвижение

основания 18 балок 20 осуществляется винтами 32. На фиг. 3 показано, что цилиндр 16 посредством пальца 33, проходящего через головку его штока, соединен с поворотной колодкой, а тыльная (верхняя) часть его корпуса шарниром 34 соединена с П-образным кронштейном 35. Кроме того, с этим же пальцем 33 соединен ползун 36, прямолинейно перемещаемый по скалке 37. Его стержень 38 несет флажки (экраны), воздействующие на концевые выключатели 39 положения.

На фиг. 4 видно, что поворотная колодка 29 состоит из двух частей и дуговыми секторами 40 соединена с кареткой 15. Основания балок 18 закреплены на колодке 29 с возможностью радиального перемещения (на фиг. 4 влево и вправо).

На фиг. 5 показано взаимодействие деталей механизма фиксации пазовой части. Сечение пазовой части секции 6 находится в ручье, верхнюю и нижнюю границы которого образуют самоцентрирующие губки 25 и 26, соединенные винтом 41 с правой ц

левой резьбой. Винт 41 зафиксирован в осевом направлении упором 42. Правая расширенная площадка упора замыкает ручей для секции 6 слева. (Ее регулировка для различных секций см, фиг. 6). Справа ручей замыкает скользящая планка 27 (нерегулируемая), имеющая на переднем конце скос 43, а в средней части - ролик 44. Сочетание этих двух элементов и пружины, отжимающей задвижку до последнего момента зажима вправо, обеспечивает более сложный характер движения задвижки (вверх и в конце хода влево) и сохранность витковой изоляции секции 6 от повреждения. С левой стороны изображения показано базирование механизма на С-образный в сечении балки 22 станка. На балке закреплена зубчатая рейка 45, а на проушине корпуса пазового зажима 24 шестерня 46 для плавного передвижения зажима по балке. После установки зажима в требуемое положение он стопорится клино-винтовым механизмом 47 и 48.

На фиг. 6 показано устройство для регулировки положения упора (сухаря) 42, ограничивающего ручей по ширине слева. Сухарь имеет выступ, в котором запрессован конец резьбовой шпильки 49. Гайка 50. зафиксированная от сдвига вдоль оси штифтом 51, обеспечивает плавное перемещение сухаря 42.

Станок работает следующим образом.

Исходное положение. Стойки 1 выставляются по станине на расстояние между пальцами 8 несколько меньшее, чем расстояние между центрами головок в заготовке секции (лодочке). При этом действиями цилиндров 10 скобы 3 разведены в конечные положения - правая вправо, левая влево. Цилиндры 9 отвели (раскрыли) губки 5. Стойки 12 и 13 приводами 11 разведены на расстояние, которое они заняли в конце предыдущего цикла растяжки. Поворотные колодки кареток 15 по шкалам 17 выставлены на нули (большая ось сечения ручья вертикальна). По высоте каретки находятся в верхнем исходном положении, т.е. горизонтальная ось раскрытого ручья механизма фиксации пазовой части для верхней ветви секции выше уровня пальцев 8. а ось ручья нижней ветви секции - ниже уровня пальцев на такую же величину (половину ширины лодочки по осям сечения). Механизмы фиксации пазовой части каждой ветви разведены по балкам на длину будущей пазовой части и заклинены.

Последовательность работы. Лодочка вешается головками на пальцы 8. Действием цилиндров 9 подвижные губки 5 зажимают головки лодочки.

Действием цилиндров 11 стойки 22 и 13 сближаются, при этом губки 25 и 26 охватывают сечение пазовой части сверху и снизу. Плоскости сухарей 42 коснулись лодочки в четырех местах.

Совмещение оси сечения пазовой части с осью кривизны дуговых направляющих происходит по большой (вертикальной) оси сечения автоматически, регулируя высоту ручья, оператор вращает винт 41 с правой и левой резьбой и обе губки 25 и 26 двигаются синхронно, всегда к одной оси; а также по малой оси корректив вносится вручную. Если до переналадки ручей был настроен на ширину 16 мм, а следует наладить растяжку для секции шириной сечения 11 мм, то для совмещения оси последней с осью поворота

1C -| л

колодок 29 нужно 2,5 мм сдвинуть основание балок по пазам в сторону

направляющих или установить по шкале на отметку 11 мм и снова затянуть болты.

Действиями гидроприводов 28 задвижки 27 закрыли ручьи и в последний момент

несколько обжали пазовую часть по ширине сечения.

Первыми из деформирующих (формообразующих) приводов вступают в действие приводы 11 и стойки 12 и 13 отходят друг от

0 друга. Еще до выхода их на заданное расстояние (обеспечение длины хорды секции) приводами 14 каретки 15 опускаются для обеспечения заданных координат пазовых частей по оси относительно головок. Одно5 временно приводы 16 разворачивают балки 19,29,21,22с механизмами фиксации пазовых частей 24 на углы, соответствующие чертежу секции. Наиболее целесообразная последовательность и скорость движений

0 устанавливается при наладке регулировкой потока и дросселированием приводной жидкости, а в дальнейшем цикл растяжки выполняется автоматически.

В процессе формовки приводы 10с обе5 их сторон создают заданное сопротивление сближению головок, обеспечивая плотное прилегание элементов секции к формующим поверхностям.

Задвижки 27 пазовых зажимов 24 рас0 крываются, губки зажима головок 5 возвращаются в исходное положение и отформованную секцию можно снять с пальцев 8.

Формула изобретения

51. Станок для растяжки и формовки обмоток электрических машин из лодочки в секцию, содержащий механизмы зажима головок, снабженные приводами противодействия сближению головок при формовке и

0 механизмами растяжки и разворота пазовых частей, включающими стойки, несущие каретки и механизмы зажима пазовых частей секций, смонтированные на балках стоек приводами, и наборные из отдельных

5 секторов конические поверхности для принудительного формования лобовых участков секции, отличающийся тем, что. с целью уменьшения трудоемкости путем упрощения настройки и поднастройки меха0 низмов, улучшения удобств обслуживания и уменьшения габаритов, каждый механизм растяжки и разворота пазовых частей снабжен колодкой с балками и элементами фиксации пазовой части и приводом ее

5 поворота, установленной на каретке и жестко связанной с балкой, а стойки каждого механизма растяжки имеют возможность возвратно-поступательного перемещения одна навстречу другой и снабжены механизмами перемещения кареток по вертикали

2. Станок по п.1,отличающийся тем ,что,с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения возможностей растяжки и формовки различных типоразмеров, механизмы зажима пазовых частей выполнены из самоцентрирующих губок для фиксации секции по высоте, задвижки для фиксации секции по ширине, имеющей скос на конце для запора, и упора

для установки секции, выполненного с возможностью регулировки его положения в горизонтальной плоскости.

3. Станок по пп. 1 и2,отличаю- щ и и с я тем, что балки стоек выполнены из двух частей, при этом механизмы зажима пазовых частей секции снабжены приводом перемещения их по поверхности балок и клиново-винтовыми зажимами.

10

Использование: растяжка и формовка обмоток из лодочки в секцию электрической машины. Сущность изобретения: станок содержит силовые стойки, снабженные раздельными приводами (гидроцилиндрами), а каретки силовых стоек снабжены дуговыми направляющими поворота установленных в каретках колодок с центром кривизны дуги, совпадающим с центром сечения пазовой части секции, гидроцилиндрами поворота колодок и механизмами перемещения кареток по вертикальным направляющим силовых стоек. В радиальных пазах колодок установлены основания балок, снабженные шкалами отсчета коррекции, а установленные на концах радиальных балок механизмы зажима пазовых частей секций состоят из фиксирующих секцию по высоте самоцентрирующих губок и ограничивающей секцию по ширине задвижки, снабженной скосом и роликом. Лодочка, растягиваемая в секцию, устанавливается на пальцы и зажимается подвижными губками. Губки захватывают пазовую часть секции. Стойки отходят одна от другой, и одновременно гидроцилиндры разворачивают балки с механизмами зажима пазовых частей на углы, соответствующие чертежу секции. 2 з.п. ф- лы, 7 ил. Ј

Щ

/ -

i

27 6 9 3 8 5 V I

Pui3

15

Фиг.З

39

Ъ ъпф

91

81

Z.C9Z.CAI

Li

Cf

12

ti

29

4/

Фаг. 6

15

Фиг. 7