Устройство для укладки всыпной обмотки в пазы статора электрической машины Советский патент 1979 года по МПК H02K15/85 

1

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при изготовлении электрических машин для механизированной укладки в нолузакрытые пазы статора предварительно намотанных из круглых проводов катушек обмотки.

Известно устройство для механизированной укладки катушек обмотки в пазы статора.

Устройство содержит корпус, направляюш,ие, образуюш.ие по окружности каналы для направления катушек в пазы, оправку, с закрепленными на ней штырями, подвижный выталкиватель 1.

Недостатком известного устройства является то, что укладка катушек обмотки в пазы статора производится в несколько повторяющихся стадий, что снижает производительность оборудования, качество обмотки и увеличивает трудоемкость процесса.

Известно устройство для укладки всыпной обмотки в пазы статора электрической машины 2.

Это устройство состоит из корпуса в виде полого нилиндра с фланцем, крепяшимся к статорообмоточному станку, системы направляющих, образующей по окружности каналы для направления крышек-клиньев в пазы статора, толкателей крышек-клиньев в каналах, укладчика катушек в виде штыревой оправки, составленной из штырей, закрепленных по окружности с промежутками (щелями), и подвижного выталкивателя обмотки с пластинами, находящимися в щелях. Штыри оправки закреплены на корпусе устройства неподвижно. Относительно них выталкиватель с пластинами может совершать продольные возвратно-поступательные движения. На штырях по всей длине имеются защитные буртики, по два на каждом штыре. Укладчик катушек, состоящий из штыревой оправки и выталкивателя обмотки, является главным рабочим органом которым, и осуществляется укладка (всы панне) обмотки в пазы статора.

Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Основным недостатком этого устройства является то, что с его помошью можно за один прием (одновременно) всынать в пазы статора только концентрические катушечные группы одного яруса обмотки, т. е. катушки, лобовые части которых в статоре не перекрещиваются. Обмотка полностью может быть уложена только за несколько стадий.

Невозможность одновременного всыпания перекрещивающихся концентрических катушечных групп связана с тем, что опорпая поверхность выталкивателя обмотки находится на одном уровне относительно торцов щтырей. Катушки верхнего яруса, которые укладываются в щели оправки поверх катушек нижнего, не могут касаться этой поверхности. В результате усилие от выталкивателя обмотки для перемещения в щелях катущек верхнего яруса может передаваться только через катущки нижнего, а это сопрял ено с повреждениями витков обмотки, с резким увеличением вероятности заклинивания витков в щелях и по.пного нарушения работы устройства. Таким образом, распределенные всыпные статорные обмотки, имеющие, как правило, несколько ярусов на устройствах, подобных описанному, всыпаются только поярусно, за несколько приемов (стадий). Цикл всыпания состоит из следующих операций: намотки катущек, установки их в щели оправки, установки на оправку статора, всыпания их в- щели оправки, установки на оправку статора, всыпания в пазы и заклинивания катушек, съема статора с оправки, формования лобовых частей. Для каждого яруса этот .цикл .полностью повторяется. Многостадийная укладка обмотки снижает производительность оборудования, резко увеличивает трудоемкость операций и нагрузку обслуживающего персонала, повыщает вероятность повреждений обмотки и ее изоляции при многократных съемах транспортировках и установках статора между операциями. Целью изобретения является повыщение производительности устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит разделительные элементы, установленные на корпусе, а выталкиватель выполнен разъемным и многоступенчатым. Причем, рабочая поверхность каждой ступени выполнена в виде лепестков, равномерно расположенных по окружности. И кроме того, разделительные элементы выполнены в виде планок с отогнутыми боковыми поверхностями и округленной торцовой поверхностью. На фиг. 1 изображено устройство, обпшй 50 вид, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - вторая ступень многоступенчатого выталкивателя обмотки с вырезанной четвертью; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - разделительный элемент, общий 55 вид; на фиг. 6 - вид по стрелке А на фиг. 5; на фиг. 7--положение элементов Зстройства после установки в щели оправки катушечных групп первого яруса обмотки; на фиг. 8 - положение элемен- 60 тов устройства, статора, катушечных групп двух ярусов в момент начала всыпания; на фиг. 9 - то же, в момент схода витков катушек второго яруса с лепестков второй ступени многоступенчатого выталкивателя 65 обмотки; на фиг. 10-то же, в момент схода катушек первого яруса с первой ступени многоступенчатого выталкивателя обмотки; на фиг. 11-то же, после окончания всыпания и возвращения первой ступени многост)пенчатого выталкивателя обмотки в исходное положение. Устройство (см. фиг. 1, 2) имеет корпус 1 в виде полого цилиндра с фланцем 2, с помощью которого корпус крепится к плите 3 статорообмоточного станка. Внутри корпуса 1 по окружности крепятся направляюЩН& 4 крышек-клиньев п штыри 5, образующие щтыревую оправку. Между каждой парой направляющих 4 в образуемых имиканалах размещаются крышки-клинья 6 и подвижные толкатели 7 крышек-клиньев (см. фиг. 9). Толкатели 7 крыщек-клиньев 6 связаны с приводом станка (на чертежах не показан). В пространстве, ограниченном щтырями 5, находится многоступенчатый выталкиватель обмотки (на чертежах в качестве примера показано только две ступени). Первая ступень 8 выталкивателя обмотки содержит пластины 9, которые входят в щели между щтырями 5 оправки, вторая ступень 10 выталкивателя обмотки содержит лепестки И, доходящие до штырей 5. Ступени выталкивателя обмотки связаны посредством штока 12, проходящего через направляющую втулку 13, с приводом станка, сообщая ему продольные возвратно-поступательные перемещения (привод не показан). Вторая ступень 10 выталкивателя обмотки сочленяется с первой ступенью 8 с помощью ориентированного разъемного соединения, например (см. фиг. 1) для этого сочленения на первой ступени выталкивателя обмотки 8 предусмотрено гнездо 14 с прорезью 15. На корпусе устройства с помощью щарниров 16 закреплены разделительные элементы 17 для разделения нижних лобовых частей катущки 18 второго и последующих ярусов обмотки от катушек 19 первого яруса обмотки во время всыпания. Количество таких разделительных элементов, размещаемых по окружности оправки на одном уровне, равно количеству катушечных групп в ярусе обмотки. Разделительные элементы располагаются один относительно другого по окружности под теми же углами, что и катушечные группы. Нижние лобовые части катушек 18 второго яруса обмотки опираются на них. На штыри 5 зстанавливается статор 20 и закрепляется прижимными элементами 21. Вторая ступень 10 многоступенчатого выталкивателя обмотки (см. фиг. 3, 4) выполнена с расходящимися на угол а, равный 5-15°, лепестками 11. Со стороны лепестков 11 к стержню второй ступени 10 в прорези 22 прикреплен держатель 23 для установки второй ступени 10 выталкивателя обмотки на первую

ступень в ориентированЕюм положении с помошью штифта 24 носле чего, как в щели оправки введены катушки иервого яруса обмотки.

Торцы лепестков закруглены по диаметру D (см. фиг. 4). Величина этого диаметра выбирается так, чтобы разность ним и внутренним диаметром штыревой оправки была меньше половины диаметра провода в катушках, укладываемых с помощью предлагаемого устройства. Длина стержня второй ступени 10 задается такой, чтобы в рабочем положении под лепестками И с минимальным зазором могли разместиться заш емленные в оправке катушки 19 первого яруса обмотки (см. фиг. 1). Толшина лепестков выбирается из условия обеспечения их достаточной жесткости при нагрузках, передаваемых на них всыпаемыми катушечными группами. Ширина лепестков должна быть меньше хорд между внутренними штырями, в которые заложены витки катушек меньшего диаметра, чтобы исключить заклинивание витков между штырями и лепестками.

Разделительные элементы для фиксации нижних лобовых частей (см. фиг. 5, 6) выполнены в виде планок 25 и основания 26. Боковые поверхности планок наклонены под углом ip, равным 15-|-30°; торцовая поверхность закруглена по радиусу R, равному радиусу по дну паза статора. Ширина разделительного элемента должна быть меньше хорды между внутренними направляющими крышек-клиньев, в которые заложены витки катушек меньшего периметра.

С помощью основания 26 и шарниров 16 (см. фиг. 1) разделительные элементы крепятся на корпусе 1 устройства так, что могут перемещаться относительно штырепой оправки в радиальном направлении.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

В исходном положении первая ступень 8 выталкивателя обмотки находится в крайнем положении, а козырьки 17 отведены от оправки. В щели оправки (на фиг. 7 показана только часть симметричного устройства) вводятся все катушечные группы первого яруса обмотки, а в направляющие каналы устанавливаются крышки-клинья 6.

После установки катущек первого яруса на первую ступень выталкивателя обмотки с помощью держателя 23 устанавливают вторую ступень 10 так, чтобы она вошла в гнездо 14 (см. фиг. 8), а ориентирующий элемент 24 - в прорезь 15 (см. фиг. 9), и таким образом вторая ступень фиксируется в положении, соответствующем положению катушечных групп второго яруса. Затем подводят разделительные элементы 17 к оправке и в щели оправки вводят катушечные группы второго яруса обмотки так, чтобы находящиеся внутри оправки лобовые части

легли на лепестки 11 второй ступени 10 выталкивателя обмотки.

На оправку устанавливают статор 20 и закрепляют с помощью прижимных элементов 21.

От привода станка через шток 12 много ступенчатому выталкивателю обмотки сообщают осевое движение. При этом катушечные группы первого яруса обмотки выталкиваются из оправки первой ступенью 8, а второго - второй ступенью 10.

Нижние лобовые части катушечных групп первого яруса обмотки, перемещаясь вверх под действием тянущего группы первой ступени 8 выталкивателя обмотки, скользят по наружной поверхности оправки, а лобовые части катущечных групп второго яруса обмотки скользят по поверхности разделительных элементов 17. Благодаря этому разделенные лобовые части не давят друг на друга и не затрудняют всыпание обмотки. При приближении второй ступени 10 к концам штырей 5 витки катушек, лежащие на наклонных лепестках 11, соскальзывают с них.

Вслед за всыпанием катушками толкатели клиньев 7 в пазы вводят пазовые крышки-клинья 6.

При дальнейшем движении многоступенчатого выталкивателя вторая ст нень 10 освобождается от катущек 18, а первая ступень 8 полностью выталкивает катущки 19 первого яруса.

Пазовые крышки-клинья 6 устанавливаются в конечное положение.

Первая ступень 8 выталкивателя обмотки с помощью щтока 12, связанного с приводом станка, возвращается в исходное положение, а вторая ступень 10 задерживается лобовыми частями всыпанных катущек, после чего она снимается оператором, обслуживающем станок.

Статор 20 со всыпанными в пазы катущками раскрепляют и снимают с оправки, а разделительные элементы 17 отводят в нерабочее положение (см. фиг. 8).

Обеспечивая одновременную всыпку в пазы статора всех катущечных групп обмотки (за один цикл действия рабочих органов), предлагаемое устройство позволяет повысить производительность статорообмоточного станка в 1,5-2,0 раза практически без повышения его стоимости и расхода производственных площадей на его установку.

Благодаря всыпанию всей обмотки за одну стадию вместо многостадийной укладки в 1,5 раза снижают трудозатраты оператора, обслуживающего устройство, исключаются все промел уточные операции по формованию лобовых частей, съему, транспортировке и установке статора на всыпном и формовочном устройствах между стадиями всыпания и формования.

Исключение промел уточных загрузочноразгрузочных и транспортных операций способствует повышению качества обмотки, так как снимается вероятное , повреждени ее изоляции.

Так как устраня отся иромежуточные объемы н установки статора на штыревую оправк}-, снижается в несколько раз износ наиболее ответственных и точных элементов штыревой оправки - штырей, увеличивается срок их службы.

Формула изобретения

1. Устройство для укладки всынной обмотки в пазы статора электрической машины, содержащее корпус в виде полого цилиндра с фланцем, оправку со штырями для размещения обмотки, выталкиватель обмотки, кинематически связанный с онравкой, и подвижные толкатели для клиньев, привод для возвратно-поступательного перемещения зказанных механизмов устройства, о тл 1 ч а ю щ е е с я тем, что, с nevibio повышения производительностн, на корпусе устано лены разделительные элементы, а выталкиватель выполнен разъемным и многоступенчатым.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рабочая поверхность каждой ступени выполнена в виде лепестков, равномерно расположенных по окружности. 10 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что разделительные элементы выполнены в виде планок с отогнутыми боковыми поверхностями н округлепной торцовой поверхностью. 15Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3324536, О. 29-205, 1967.

2.Патент США Л 3507029. кл. 29-205, 20 1970.

72

23

Риг.5

8 ид А

fpUt.S

и Л

/руг О