Станок для намотки коллекторных элек-ТРичЕСКиХ МАшиН Советский патент 1981 года по МПК H02K15/09 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для изготовления электрических машин, в частности для намотк« и укладки электрических катушек в пазы магнитопровода якорей коллекторных электрических машин, и может быть использовано в электромашиностроении. Известен станок для намотки катушек якоря и заклиновки выводных проводов в шлицах пластин коллектора электрических машин, содержаш,ий станину, привод, механизмы для намотки катушек якоря и его поворота, механизм петлеобразования с коллекторным шитом, петлеобразующими рычагами и механизм заклиновки 1. Недостатком известного станка является сложность кинематики узлов петлеобразования, наличие дополнительного разворота якоря перед укладкой провода в шлицы коллектора и недостаточный диапазон применения из-за зазора между коллектором и внутренней поверхностью коллекторного шита, меньшего чем диаметр провода. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является станок для намотки якорей коллекторных электрических машин, содержаш,ий коллекторный щит, на поверхности которого выполнены пазы для захода проводов, обойму с приводом поворота и крючок для захвата провода 2. Недостаток этого станка - малый диапазон обрабатываемых коллекторов за счет недостаточного зазора между коллектором и внутренней поверхностью коллекторного щита, а также необеспеченность качественной укладки обмотки при неточном расположении шлицев коллектора. Цель изобретения - расщирение технологических возможностей, а также обеспечение укладки обмотки независимо от точности расположения шлицев коллектора. Поставленная цель достигается те.м, что станок снабжен приводом поворота коллекторного щита, поворотными двуплечими рычагами, расположенными на обойме, один конец каждого из которых подпружинен к обойме, а на другом со стороны торца коллекторного щита установлен крючок, направленный к оси коллекторного щита, и элементы для ограничения поворота обоймы и коллекторного щита, а крючок для захвата провода установлен на поворотных двуплечих рычагах.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема станка для намотки коллекторных электрических машин; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - продольный разрез механизма образования и укладки петель; на фиг. 4 - механизм образования и укладки петель в момент захвата провода; на фиг. 5 - то же, в момент образования нетель; на фиг. 6 - вид Б на фиг. 1 на механизм образования и укладки петель со стороны коллектора в момент захвата провода; на фиг. 7 - то же, в момент образования петель; на фиг. 8 - то же в момент остановки коллекторного щита; на фиг. 9 - то же, в момент скольжения проводов петли по коллекторному щиту; на фиг. 10 - то же. в момент захода проводов в щлицы коллектора; на фиг. 11 - то же, в момент зачеканки заполненных шлицев; на фиг. 12 - разрез механизма образования и укладки петель в момент зачеканки шлица; на фиг. 13 - продольный разрез проводоводителя; на фиг. 14 - вид В на фиг. 13; на фиг. 15 - механизм образования и укладки петель, разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг. 16 - осевой разрез механизма образования и укладки петель со стороны коллектора; на фиг. 17 - вид А на фиг. 1 в момент захвата конечного провода; на фиг. 18 - расположение исполняющих органов механизма обрезки провода в момент его захвата; на фиг. 19 - то же, после обрезки провода и образования запаса длины вывода.

Станок для намотки коллекторных электрических машин содержит расположенный на станине (на чертеже не показан) привод, состоящий из электродвигателя 1, который посредством клиноременной передачи 2 соединен с центральным валом 3. Центральный вал 3 с помощью системы щестерен 4 кинематически связан с механизмами направления и укладки провода, каждый из которых выполнен в виде расположенных п1 обе стороны от наматываемого якоря 5 полых шпинделей 6 и 7 с жестко закрепленными на них проводоводителями 8 и 9. Для направления провода на проводоводителях $ и 9 закреплены ролики 10-12, свободно установленные на осях (фиг. 2 и 17). Внутри полых шпинделей 6 и 7 установлены с возможностью продольного перемещения ползуны 13 и 14, соединенные с приводом возвратно-поступательного перемещения (на фиг. не показан) и выполненные со сквозными продольными отверстиями для свободного пропуска намоточных проводов 15 и 16, идущих от механизмов натяжения, (на фиг. не показаны). Концы ползунов 13 и 14 выполнены коническими с целью захода во внутренние конуса, расположенные на подпружиненной системе 17 и 18 рычагов для фиксации их в раскрытом ориентированном положении. Конец вала якоря 5 вместе с закрепленным на нем коллектором

19 размещен внутри коллекторного щита 20 (фиг. 3, 6 и 16) механизма образования и укладки петель в шлицы коллектора, содержащего полый вал 21, оканчивающийся коллекторным щитом 20 для помещения коллектора 19 и снабженного открытыми продольными пазами 22 и 23, торцы которых расположены в плоскостях, проходящих через ось якоря 5 (фиг. 3). Полый вал 21 установлен с возможностью вращения внутри корпуса 24, имеющего возможность по ворота на коллекторный шаг с помощью механизма дополнительного разворота на коллекторный щаг, снабженного упором 25, взаимодействующим с жестко закрепленным на наружной стороне полого вала 21 упором 26, который снабжен отверстием для прохождения штока 27 цилиндра 28, жестко закрепленного .на корпусе 24 (фиг. 1 и 3).

На корпусе 24 размещены с возможностью поворота приводимые в движение механизмом (на фиг. не показан) рычаги 29 и 30, на концах которых закреплены пуансоны 31 и 32 для зачеканки уложенных в шлицы коллектора 19 петель. На ПОЛЫР вал 21 насажены с возможностью поворота обойма ЗЗ, наружная поверхность которой вь1полнена в виде усеченного конуса (фиГ-. 1 и 3) и жестко на ней.закрепленная шестерня 34, входящая в зацепление через систему шестерен 35, с зубчатой рейкой 36, соединенной с механизмом 37 перемещения,

0 жестко связанного с корпусом 24. Обойма 33 снабжена диаметрально расположенными продольными пазами, в которых с возможностью поворота вокруг неподвижных осей установлены подпружиненные рычаги 38 и 39, снабженные гнездами для размещения

5 подпружиненных вдоль оси якоря 5 крючков 40 и 41 серповидной формы, жестких упоров 42 и 43 крючков 40 и 41. Наружные поверхности подпружиненных рычагов 38 и 39 со стороны расположения якоря 5 выQ полнены округленными в виде дуг 44 и 45 (фиг. 3), охватывающих крючки 40 и 41 и оканчивающихся крючками 46 и 47 (фиг. 16), расположенными перпендикулярно поверхности коллекторного щита 20 и заходящими внутрь его. На противоположных концах подпружиненных рычагов 38 и 39 размещены выступы 48 и 49 (фиг. 3), взаимодействующие при повороте обоймы 33 с жестко закрепленными на корпусе 24 упорами 50 и 51, причем упор 50 предназначен для взаимодействия с выступом 48, а упор 51 - с выступом 49.

С наружной стороны шестерни 34 расположен выступ 52 (фиг. 4 и 5), взаимодействующий с жестко закрепленным на корпу, се 24 упором 53, а с внутренней стороны 5 щестерня 34 снабжена пальцем 54, взаимодействующим с упором 55, жестко закрепленным на полом валу 21 (фиг. 15). В гнезде шестерни 34 помещена спиральная пружина 56, одним концом соединенная-с самой шестерней 34, а другим -- с полым валом 21 (фиг. 15), внутри которого размещена цанга 57 для зажима вала якоря 5, связанная через тягу 58 с подпружиненным пружиной 59 ползуном 60 механизма зажьма и поворота якоря, выполненного в виде пневмоцилиндра 61 с пружиной возврата и балансирукэщего вокруг неподвижной оси рычага 62 с регулируемыми упорами 63 и 64. Цанга 57 помещена с возможностью проДОЛЬНОГО перемещения внутри корпуса 65, установленного внутри полого вала 21 и жестко соединенного с храповиком 66, обеспечивающим поворот якоря 5 на шаг сердечника с помощью цилиндра 67, щтока 68 и собачки 69, для фиксации которой предназначен ролик 70, установленный на подпружиненном рычаге 71, вращающемся вокруг оси, жестко закрепленной на барабане 72. Барабан снабжен щитом 73 для отключения собачки 69 во время поворота якоря сразу на несколько щагов и звездочкой 74 для обеспечения этого поворота, связанной с приводом (на фиг. не показан) через зубчатую рейку 75, щестерню 76 и цепную передачу 77. Звездочка 74 жестко связана с барабаном 72, снабженным упором 78, взаимодействующим с упорами 79 и 80, закрепленными на станине (фиг. 1 и 3). В центральной части станка размещены механизмы отрезки и защемления провода, содержаш,ие.(фиг. 2, 18 и 19) ножи 81 и 82, щарнирно соединенные со щтоком 83 и 84 цилиндров 85 и 86 с помощью поворотных рычагов 87 и 88, взаимодействующих с механизмами подачи начального вывода провода в зону захвата, представляющих связанные между собой штоки 89 и 90 неподвижных 91 и 92 и подвижных 93 и 94 цилиндров, причем на штоке последних установлены сдвоенные ролики 95 и 96, а на корпусе их - подпружиненные ролики 97 и 98 и захваты 99 и 100. Вал якоря 5 со свободной стороны центрирован механизмом загрузки и ориентации (на фиг. не показан), а над зубцами якоря 5 механизмами направления и укладки проводов установлены диаметрально расположенные подпружиненные направляющие 101 и 102 для направления в пазы якоря 5 начальных выводов провода 103 и 104 (фиг. 2 и 3) через пружинные зажимы 105, установленные на концах проводоводителей 8 и 9 (фиг. 13 и 14). Станок работает следующим образом. При подаче давления и срабатывании пневмоцилиндра 61 (фиг. 1 и 3) перемещается упор 63, поворачивая рычаг 62, при этом упором 64 сжимается пружина 59 и передвигается ползун 60 с тягой 58, а цанга 57 раскрывается, выходя из соприкосновения с корпусом 65. Затем срабатывает механизм перемещения ползунов (на фиг. Не показан), с помощью которого ползуны 13 и 14 перемещаются к позиции расположения якоря 5 (фиг. 1), при этом наружные конусы ползунов 13 и 14 входят во внутрен ние конусные отверстия рычажной системы 17 и 18 (фиг. 2) механизмов направления и укладки провода и раскрывают их, удерживая в ориентированном положении. Затем с помощью механизма загрузки и ориентации якорь 5 устанавливается в раскрытой цанге 57 (фиг. 3). После чего ползуны 13 и 14 механизмом перемещения перемещаются от якоря 5, их конусы выходят из зацепления с внутренними конусными отверстиями рычажной системы 17 и 18 механизмов направления и укладки провода и рычажные системы 17 и 18 под действием усилий своих пружин открываются. Одновременно с этим подача воздуха в пневмоцилиндр 61 прекращается и под действие.м пружин его щток перемещается в обратном направлении, освобождая упор 63. От усилия пружины 59 рычаг 62 возвращается в исходное положение. Ползун 60 пружиной 59 перемещается и с помощью тяги 58 цанга 57 втягивается в корпус 65, зажимая якорь 5 (фиг. 3). После этого включается электродвигатель 1 и через клиноременную передачу 2 Посредством щкивов передается вращение на центральный вал 3 (фиг. 1) и далее через систему шестерен 4 приводятся во вращение полые шпиндели 6 и 7 с жестко закрепленными на них проводоводителями 8 и 9, начинается намотка первой секции якоря. Начальный вывод провода 103 и 104 (фиг. 2) остается защемленным до конца обмотки ножами 81 и 82 механизмов обрезки и защемления проводов, а необходимая длина проводов 15 и 16 подается с запасом от катушек через механизмы натяжения, пропускается через внутренние отверстия ползунов 13 и 14 на ролики 10-12 для направления провода (фиг. 1, 2 и 17). Когда до конца обмотки первой секции остается менее одного витка (при этом проводоводители 8 и 9 находятся в зоне разворота обоймы 33 с рычагами 38 и 39) при срабатывании механизма 37 перемещения (фиг. 1, 3-5), жестко связанного с корпусом 24, рейка 36 передвигается и посредством блока шестерен 35 приводятся во вращательное движение шестерня 34 и обойма 33. Во время врашения шестерни 34 палец 54 прижимается к упору 55 вала 21 (фиг. 3 и 15) под усилием спиральной пружины 56, после чего палец 54 и упор 55 проворачиваются совместно в прижатом состоянии. В это время паз 22 коллекторного щита 20 прикрывается рычагом 39, а паз 23 рычагом 38 (фиг. 8 и 9), предупреждая попадание петли в непредназначенный паз. В конце вращения шестерни 34 с обоймой 33 выступ 52 шестерни 34 упирается в упор 53 корпуса 24, вращение обоймы 33 и шеетерни 34 лрекращается. Одновременно с этим выступ 48 находит на упор 50 (фиг. 4 и 6), а BbicTiyn 49 на упор 51, и они вместе перемещаются к центру. Тем самым рычаги 38 и 39 поворачиваются, крючки 46 и 47 перемещаются за пределы гнезда коллекторного щита 20 (фиг. 16, пунктир), а концы крючков 40 и 41 приподнимаются, пересекая зону прохождения проводов (фиг. 6). По окончании намотки последнего витка первой секции проводоводителями 8 и 9 провода набрасываются на крючки 40 и 41 (фиг. 4, пунктир), после чего они останавливаются в ориентированном положении (фиг. 4, сплошная линия). Обойма 33 от срабатывания механизма 37 перемещения разворачивается в обратном направлении, выступ 48 отводится от упора 50, выступы 49 сходят с упоров 51, рычаги 38 и 39 опускаются, и крючки 46 и 47 возвращаются в исходное положение (фиг. 16, сплощная линия). На крючках 40 и 41 образуются петли из выводных концов секции и конец петли, скользя по крючку, останавливается в точках Е крючков 40 и 41 (фиг. 5 и 7). Обойма 33 продолжает вращение и упор 26 вала 21 прижимается к упору 25 (фиг. 1 и 3), а коллекторный щит 20 и вал 21 прекращают вращение при дальнейщем вращении обоймы 33. При этом торцы пазов 22 и 23 (фиг. 8 и 9) располагаются над щлицами коллектора 20, палец 54 отодвигается от упора 55, закручивая спиральную пружину 56 (фиг. 3 и 15). Во время дальнейшего вращения обоймы 33 обоими проводами петли при их скольжении по торцу коллекторного щита 20 охватывается лобовая часть якоря 5 со стороны расположения коллектора 19, при этом крючки 40 и 41 разворачиваются, увеличивая натяжение своих пружин, и тем самым выдается необходимая длина петли для обхвата лобовых частей якоря 5 (фиг. 16). При подходе выступа 52 к упору 53 крючки 46 и 47 перемещаются к торцам пазов 22 и 23 коллекторного щита 20, установленных над выбранными шлицами коллектора 19, и вращение обоймы 33 прекращается. Оба провода петли, до этого скользящие по торцу коллекторного щита 20, проваливаются в пазы 22 и 23, крючки 40 и 41 выпрямляются от усилия взведенных пружин, и петли, направляемые крючками 46 и 47 и торцами пазов 22 и 23, укладываются в шлицы коллектора (фиг. 10 и пунктир на фиг. 16). После укладки проводов петли в пазы коллектора 19 обойма 33 с помощью механизма 37 перемещения разворачивается в противоположном направлении на угол, необходимый для прохождения пуансонов 31 и 32 к пазам коллектора 19 (фиг. 11 .и 12). Одновременно с этим срабатывает цилиндр 28, шток 27 выдвигается и упор 26 отводится от упора 25, в результате чего вал 21 поворачивается и коллекторным щитом 20 при его повороте открываются щлицы коллектора 19 с уложенным в нем проводом таким образом, что середины пазов 22 и 23 располагаются над уложенными пазами коллектора 19. С помощью механизма подвода пуансонов рычаги 29 и 30 поворачиваются в сторону расположения коллектора 19 и пуансонами 31 и 32 зачеканиваются щлицы коллектора с уложенным в него проводом (фиг. 1, 11 и 12). Затем с помощью механизма пуансоны 31 и 32 отводятся в исходное положение. Одновременно с укладкой проводов в щлицы коллекторов начинается намотка следующей секции якоря 5, при этом время на подвод пуансонов 31 и 32 и зачеканки щлица коллектора 19 перекрывается рабочим временем намотки. Это достигается за счет расположения рычагов 29 и 30 и крючков 40 и 41, которыми на позициях укладки петель (фиг. 10) и зачеканки шлицев (фиг. 11 и 12) не перекрывается зона Д-Д прохождения проводов. При намотке следующей секции механизм петлеобразования и укладки петель поворачивается на угол, соответствующий пазовому делению коллектора 19 с помощью механизма поворота. Таким образом, при укладке выводных концов следующей секции, провод петли укладывается в щлицы коллектора 19, соседние с зачеканеным пазом и т.д. После намотки последней секции первого паза проводоводители 8 и 9 набрасывают провода на крючки 40 и 41 (фиг. 4) и останавливаются в ориентированном положении, при этом рычажная система 17 и 18 механизмов направления проводов раскрывается, освобождая якорь 5. Затем цилиндром 67 передвигается щток 68 и собачка 69, проворачивая храповик 66, корпус 65 с цангой 57 и зажатый в ней якорь 5 проворачивает на одно пазовое деление. Одновременно ролик 70 выходит ИЗ паза храповика 66, рычаг 71 разворачивается и ролик 70 заходит в соседний паз, ориентируя якорь 5 относительно механизмов станка. После разворота якоря 5 на шаг сердечника якоря производится укладка- выводных концов, соединяющих конец последней секции -следующих пазов, после укладки которых начинается обмотка первой секции второго паза и т.д., при этом начальные выводы проводов 103 и 104 первых секций не укладываются в начале намотки в шлицы коллектора 19, а остаются защемленными ножами 81 и 82 механизмов отрезки и защемления провода. Затем с помощью привода рейка 75 приводится в движение, передавая вращение щестерне 76 через цепную передачу 77, приводятся также во вращение звездочка 74, жестко связанный с ней барабан 72, а также храповик 66, корпус 65 и цанга 57 совместно с якорем 5. При этом упор 78 отводится от упоpa 79 и по окончании хода прижимается к упору 80, расположенному относительно упора 79 на угол, соответствующий схеме намотки. Щитком 73 приподнимается собачка 69 от паза храповика 66, прикрывая его остальные пазы от западания собачки 69 при провороте храповика 66 в обратном направлении. После этого дается реверс двигателю 1 и проводоводители 8 и 9 поворачиваются в обратном направлении на угол, необходимый для захвата начального вывода, а рычаги 87 и 88 через щтоки 83 и 84 с помощью цилиндров 85 и 86 поворачиваются, раскрывая ножи 81 и 82 и освобождая защемленные концы проводов 103 и 104. Затем с помощью цилиндров 91 и 92 выдвигаются щтоки 89 и 90, перемещая цилиндры 93 и 94 совместно с запасом начальных концов 103 и 104. После чего посредством срабатывания механизма 37 перемещения обойма 33 поворачивается, занимая положение захвата петли (фиг. 4), про-, водоводители 8 и 9 вращаются без реверса и установленными на них пружинными зажимами 105 захватывают начальные выводные концы провода 103 и 104. По мере . дальнейщего вращения проводоводителей 8 и 9 начальные выводы проводов 103 и 104 выходят из подпружиненных захватов 99 и 100, попадают в пазы якоря 5 и далее на крючки 40 и 41 совместно с конечным проводом последней секции. После этого проводоводители 8 и 9 с двумя выводами (начальным и конечным) останавливаются в положении, указанном на фиг. 4. Включается привод, рейка 75 передвигается в обратном направлении, возвращая якорь 5 в положение намотки последнего паза, упор 78 прижимается к упору 79 и с помощью цилиндра 67 через щток 68 и собачку 69, храповик 66 поворачивается, поворачивая якорь 5 на одно пазовое деление сердечника. Затем обойма 33 проворачивается в сторону позиции укладки проводов (фиг. 10 и 11), имея на крючках 40 и 41 по две петли для соединения начала первой секции с концом последБей. После укладки их в остающиеся свободными пазы якоря 5 производится чеканка щлицев с помощью пуансонов 31 , и 32, намотка якоря оканчивается, пневмоцилиндры 93 с помощью цилиндров 91 через штоки 89 перемещаются с раскрытыми ножами 81 и 82, одновременно щтоки цилиндров 94 опускаются к якорю 5 (фиг. 2 и 18) и сдвоенные ролики 95 и 96, проходя между подпружиненными роликами 97 и 98, входят в зону прохождения проводов. При этом проводоводители 8 и 9 (фиг. 17 и 18) поворачиваются и, набрасывая провода на раскрытые ножи 81 и 82 и сдвоенные ролики 95 и 96, останавливаются (фиг. 18), а рычаги 87 и 88 поворачиваются с помощью пневмоцилиндров 85 через щтоки 83, провода отрезаются и защемляются ножами 81 и 82, щтоки цилиндров 93 и 94 отводятся из зоны намотки (фиг. 19), провода, идущие от ножей 81 и 82, захватываются пружинными захватами 99 и 100 и защемляются дополнительно, а сдвоенные ролики 95 и 96, проходя зону установки подпружиненных роликов 97 и 98, образуют достаточный запас длины выводов ЮЗ и 104, необходимый для осуществления укладки начальных выводов в щлицы коллектора 19. При съеме и установке якоря 5 обойма 33 находится в положении захвата петли (фиг. 4 и 6, на фиг. 16 пунктир), так как в этом положении крючки 46 и 47 рычагов 38 и 39 находятся в приподнятом положении, не мещая выходу коллектора 19. В предлагаемом устройстве расщирены технологические возможности и обеспечена укладка обмотки независимо от точности расположения щлицев коллектора за счет выполнения механизма образования и укладки петель в щлицы коллектора, позволяющего производить намотку проводом различного диаметра, укладку и зачекан ку выводных концов различных размеров. Формула изобретения Станок для намотки коллекторных электрических мащин, содержащий коллекторный щит, на поверхности которого выполнены пазы для захода проводов, обойму с приводом поворота и крючок для захвата провода, отличающийся тем, что, с целью расщирения технологических возможностей, а также обеспечения укладки обмотки независимо от точности расположения шлицев коллектора, он снабжен приводом поворота коллекторного щита, поворотными двуплечими рычагами, расположенными на обоиме, один конец каждого из которых подпружинен к обойме, а на другом со стороны торца коллекторного щита установлен крючок, направленный к оси коллекторного щита, и элементы для ограничения поворота обоймы и коллекторного щита, а крючок для захвата провода установлен на поворотных двуплечих рычагах. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3395449, кл. 29-596, опублик. 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 524280, кл. Н 02 К 15/09, 1972.

9 с/г. JO

j;

W

7

32

tpus.lJ

(риг. 13

(pus. 12

Qu S

105

aсриг. 1

4-6

r - r

фиг. IB

(Риг. 16

Вид А

8

X

П

99 gj