一種立式繞線機的製作方法

2023-06-10 05:10:41

本發明屬於變壓器製造技術領域，具體涉及一種立式繞線機，該立式繞線機特別適於卷鐵心變壓器進行線圈繞制時使用。

背景技術：

目前，卷鐵心變壓器線圈的繞制基本上採用臥式繞線機，而採用這種繞線機只能繞制中小型卷鐵心變壓器的線圈。對於大中型卷鐵心變壓器線圈的繞制，因為中大型卷鐵心變壓器的線圈重量大、器身絕緣結構複雜，如果採用臥式繞線機繞制，則會出現線圈檔位偏移的致命質量問題，因此目前本行業中對於大中型卷鐵心變壓器的線圈的繞制，還沒有成熟的專用繞線機，從而限制了大中型卷鐵心變壓器的生產製造。

技術實現要素：

本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供一種能夠用於大中型卷鐵心變壓器線圈繞制工藝中的立式繞線機。

本發明為解決上述技術問題，採用如下技術方案：一種立式繞線機，包括旋轉裝置和三維運動裝置，所述三維運動裝置用於帶動所述旋轉裝置作三維運動，所述旋轉裝置包括下部旋轉機構，所述下部旋轉機構包括下旋轉盤、滾珠支撐盤、以及設於下旋轉盤和滾珠支撐盤之間的多個滾珠，所述滾珠支撐盤能夠與卷鐵心變壓器的下夾件連接，滾珠支撐盤上沿圓周方向分布有滾珠安裝孔，多個滾珠分別嵌於所述滾珠安裝孔內，下旋轉盤的下表面上設有與滾珠安裝孔位置相應的軌道槽，線圈放置在下旋轉盤上。

優選的是，所述滾珠支撐盤的形狀為c型。

優選的是，所述滾珠安裝孔在滾珠支撐盤上沿圓周方向分布有兩圈，相應地，則下旋轉盤上的軌道槽也為兩圈。

優選的是，所述下旋轉盤由兩個半環盤圍繞鐵心柱拼合而形成一個完整的圓環，線圈模具的下端能夠插入下旋轉盤中。

進一步優選的是，該裝置還包括上部旋轉機構，所述上部旋轉機構包括上旋轉盤，線圈能夠放置在上旋轉盤和下旋轉盤之間。

優選的是，所述上旋轉盤由兩個半環盤圍繞鐵心柱拼合而形成一個完全的圓環，線圈模具的上端能夠插入上旋轉盤中。

所述下旋轉盤及上旋轉盤設於鐵心窗之內，滾珠支撐盤和滾珠設置在鐵心窗的下部。

優選的是，所述旋轉裝置還包括有作旋轉運動的齒輪機構，所述齒輪機構能夠與下旋轉盤的外沿嚙合，從而帶動下旋轉盤轉動。

優選的是，所述齒輪機構包括上部主動齒輪和下部主動齒輪，所述下部主動齒輪與下旋轉盤的外沿嚙合，從而帶動下旋轉盤轉動；所述上部主動齒輪與上旋轉盤的外沿嚙合，從而帶動上旋轉盤轉動。

進一步優選的是，所述齒輪機構還包括下部從動齒輪和上部從動齒輪，所述下部從動齒輪能與下旋轉盤的外沿嚙合，且下部從動齒輪和下部主動齒輪對稱設於下旋轉盤的兩側；所述上部從動齒輪能與上旋轉盤的外沿嚙合，且上部從動齒輪和上部主動齒輪對稱設於上旋轉盤的兩側。

本發明卷立式繞線機的出現，使得繞線機具備了繞制生產大中型卷鐵心變壓器線圈的能力。

本發明立式繞線機具有以下幾個優勢：第一，能夠儘可能地少佔用變壓器的鐵心窗高空間，因為本發明通過將下部旋轉機構中的下旋轉盤以及上部旋轉機構中的上旋轉盤設於鐵心窗之內，而將滾珠支撐盤和滾珠設置在鐵心窗的下部，也就是說滾珠支撐盤和滾珠位於鐵心窗之外，沒有佔用鐵心窗的高度空間，當位於 上旋轉盤和下旋轉盤之間的線圈模具上纏繞電磁線而形成線圈時，這樣上旋轉盤和下旋轉盤的高度加上線圈的高度總和大體上就等於鐵心窗的高度，反之，如果將下部旋轉裝置的滾珠支撐盤和滾珠都設計安裝在鐵心窗高內，要生產相同高度的線圈，則必須增大鐵心窗的高度，因此本發明中的旋轉裝置的結構能夠降低變壓器鐵心窗高空間，最終降低了變壓器產品的設計成本；第二，能夠確保大型卷鐵心變壓器線圈繞制平穩，因為本發明中的旋轉裝置可包括下部旋轉機構和上部旋轉機構，在上部旋轉機構中的上旋轉盤和下部旋轉機構中的下旋轉盤的雙驅動下能夠帶動線圈模具的上、下部同時受到旋轉扭矩，從而顯著減小了線圈模具的旋轉扭矩應力要求，確保電磁線圍繞線圈模具纏繞的平穩性，即能夠確保大型卷鐵心變壓器線圈繞制的平穩性；第三，本發明通過三維運動裝置帶動旋轉裝置運動，其快捷、準確、方便，而旋轉裝置中的上旋轉盤和下旋轉盤均為齒輪旋轉盤，通過實現上述齒輪旋轉盤的圓周轉動，並且同時由主動齒輪和從動齒輪通過圓周固定齒輪旋轉盤，可確保齒輪旋轉盤中心不偏移、平穩旋轉。

可見，該立式繞線機消除了鐵心同柱的不同線圈之間因自重而產生的偏心位移問題，既保證了中大型卷鐵心變壓器線圈繞制的質量要求，又保證了線圈的繞制效率。

本發明立式繞線機還具有安裝快捷方便，穩定可靠等優點。

附圖說明

圖1為下旋轉盤的結構示意圖；

圖2為本發明實施例中滾珠支撐盤的結構示意圖；

圖3為本發明實施例中下部旋轉機構的結構示意圖；

圖4a為圖4b的a-a視圖；

圖4b為下旋轉盤中的一個半環盤的結構示意圖；

圖5為本發明實施例中旋轉裝置與鐵心的裝配示意圖；

圖6為本發明實施例中旋轉裝置與鐵心的裝配剖視圖；

圖7a為本發明實施例中立式繞線機的結構主視圖；

圖7b為圖7a的俯視圖。

圖中：1-滾珠支撐盤；2-滾珠安裝孔；3-下旋轉盤，4-軌道槽；5-滾珠；6-上旋轉盤；7a-上部從動齒輪；7b-下部從動齒輪；8a-上部主動齒輪；8b-下部主動齒輪；9-鐵心；10-鐵心柱；11-線圈模具；12-線圈；13-橫向軌道；14-縱向軌道；15a-第一鉛垂軌道；15b-第二鉛垂軌道；16-下部旋轉機構(包括滾珠支撐盤、滾珠、下旋轉盤)；17-上部旋轉機構(包括上旋轉盤)。

具體實施方式

下面將結合本發明中的附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明卷立式繞線機包括旋轉裝置和三維運動裝置，所述三維運動裝置用於帶動旋轉裝置作三維運動，所述旋轉裝置包括下部旋轉機構，所述下部旋轉機構包括下旋轉盤、滾珠支撐盤、以及設於下旋轉盤和滾珠支撐盤之間的多個滾珠，所述滾珠支撐盤能夠與卷鐵心變壓器的下夾件連接，滾珠支撐盤上沿圓周方向分布有滾珠安裝孔，多個滾珠分別嵌於所述滾珠安裝孔內，下旋轉盤的下表面上設有與滾珠安裝孔位置相應的軌道槽，線圈放置在下旋轉盤上。

實施例:

本實施例中的立式繞線機主要用於繞制大中型卷鐵心變壓器。

如圖1-3所示，本實施例中，該立式繞線機包括三維運動裝置和旋轉裝置，所述三維運動裝置用於帶動所述旋轉裝置作三維運動，所述旋轉裝置包括下部旋轉機構，所述下部旋轉機構包括下旋轉盤3、滾珠支撐盤1、以及設於下旋轉盤3和滾珠支撐盤1 之間的多個滾珠5，滾珠支撐盤1上沿圓周方向分布有滾珠安裝孔2，多個滾珠5分別嵌於所述滾珠安裝孔內，下旋轉盤3的下表面上設有與滾珠安裝孔位置相應的軌道槽4，線圈12放置在下旋轉盤3的上表面上。

其中，滾珠支撐盤1能夠與卷鐵心變壓器的下夾件通過螺栓連接固定，以確保整個旋轉裝置的穩定可靠。

優選的，滾珠支撐盤1的形狀為開口型。如圖1所示，本實施例中，滾珠支撐盤1的形狀為c型，其目的是為了使滾珠支撐盤1能巧妙地避開鐵心的下夾件9(如圖5、6所示)，否則，如果將滾珠支撐盤設計成不開口的完整圓環狀，則必須將滾珠支撐盤安裝在鐵心窗高的內部，這樣就增大了鐵心窗高空間，即增加了鐵心8的體積，最終提高了產品的設計成本。

優選的，如圖1、2所示，本實施例中，滾珠安裝孔2在滾珠支撐盤上沿圓周方向均勻分布有兩圈，相應地，則下旋轉盤3上的軌道槽4也為兩圈。滾珠5設於下旋轉盤3和滾珠支撐盤1之間並鑲嵌在滾珠安裝孔2內，從而確保滾珠4能夠在軌道槽4上自轉並軸向支撐了下旋轉盤3，實現了下旋轉盤3在滾珠支撐盤1上的同心旋轉。

優選的，下旋轉盤3是由兩個半環盤圍繞鐵心柱拼合而形成一個完整的圓環。具體的，本實施例中，如圖4a、4b所示，下旋轉盤的一個半環盤與另一個半環盤在兩者的拼合處位置分別設置為臺階狀，通過將兩個臺階疊合在一起，從而可將兩個半環盤拼合為圓環。

其中，將若干瓣模具沿圓周包裹鐵心柱10而能夠形成一個圓整的線圈模具。如圖5、6所示，線圈模具11的下端能夠插入下旋轉盤上表面的卡槽內。

優選的，本實施例中，該旋轉裝置還包括上部旋轉機構，所述上部旋轉機構包括上旋轉盤6，卷鐵心變壓器的線圈12能夠放置在上旋轉盤6和下旋轉盤3之間。

製造大型卷鐵心變壓器時，由於電磁線的纏繞拉力將給線圈模具一個很大的作用力，會使線圈模具受到較大的旋轉扭矩應力的衝擊，但是受空間限制，線圈模具難以承受扭應力的衝擊，因此必須有效降低模具承受的扭應力，本實施例中通過設置上旋轉盤6，可確保線圈模具的上、下兩端同時受到上、下旋轉盤的旋轉力，這樣可明顯降低線圈模具承受的扭應力，使得受力更均衡，旋轉更平穩。

如圖5、6所示，下旋轉盤3以及上旋轉盤6均設於鐵心窗之內，而下部旋轉機構中的滾珠支撐盤1和滾珠5則設置在鐵心窗的下部，即滾珠支撐盤1和滾珠5位於鐵心窗之外，沒有佔用鐵心窗的高度空間。

優選的，上旋轉盤6也是由兩個半環盤圍繞鐵心柱拼合而形成一個完整的圓環。具體的，本實施例中，上旋轉盤的一個半環盤與另一個半環盤在兩者的拼合處位置分別設置為臺階狀，通過將兩個臺階疊合在一起，從而可將兩個半環盤拼合為圓環。

如圖5、6所示，線圈模具的上端能夠插入上旋轉盤下表面的卡槽內。

使用該立式繞線機時，通過使電磁線圍繞線圈模具進行圓周纏繞從而可形成線圈，且使得線圈就處在上旋轉盤6和下旋轉盤3之間。

由於本實施例立式繞線機中的旋轉裝置與鐵心柱10同心設置，並通過圍繞鐵心柱旋轉從而能夠滿足變壓器線圈的繞制生產。因此，通過將下旋轉盤3和上旋轉盤6各自設置成兩個半環盤拼合成一個整體圓盤的結構，可使下旋轉盤和上旋轉盤方便地安裝在呈口字型封閉的鐵心柱10上，可以滿足同心的要求。

優選的，旋轉裝置中還包括有作旋轉運動的齒輪機構。所述齒輪機構包括上部主動齒輪8a和下部主動齒輪8b。其中，優選下旋轉盤3和上旋轉盤6均為齒輪旋轉盤，即下旋轉盤3的外沿上設有齒，下部主動齒輪8b能夠與下旋轉盤外沿上的齒嚙合，從而 帶動下旋轉盤轉動；上旋轉盤6的外沿上設有齒，上部主動齒輪8a能夠與上旋轉盤外沿上的齒嚙合，從而帶動上旋轉盤轉動。

進一步優選的，如圖7a和7b所示，本實施例中，齒輪機構還包括有上部從動齒輪7a和下部從動齒輪7b，所述上部從動齒輪7a能夠與上旋轉盤6的外沿嚙合，且上部從動齒輪7a和上部主動齒輪8a對稱設於上旋轉盤6的兩側；所述下部從動齒輪7b能夠與下旋轉盤3的外沿嚙合，且下部從動齒輪7b和下部主動齒輪8b對稱設於下旋轉盤3的兩側。上述這種位置的設置，可以實現立式繞線機中齒輪旋轉盤的圓周轉動，同時可通過圓周固定齒輪旋轉盤，其原理是：三點確定一個圓，從而可固定上旋轉盤和下旋轉盤在水平輻向不位移。否則，如果只有主動齒輪，而沒有從動齒輪，則齒輪旋轉盤(即上旋轉盤和下旋轉盤)會產生水平輻向位移，導致旋轉中的齒輪旋轉盤與鐵心柱10接觸，導致刮傷鐵心柱。

如圖7b所示，上部從動齒輪7a和下部從動齒輪7b分別與上旋轉盤6和下旋轉盤3嚙合。

本實施例中，通過在齒輪機構中增加上部從動齒輪7a和下部從動齒輪7b，以分別固定上旋轉盤6和下旋轉盤3，即通過圓周固定齒輪旋轉盤，可確保齒輪旋轉盤中心不偏移，進而使得齒輪旋轉盤能夠與鐵心柱10同心、能夠平穩旋轉。

本實施例中，所述三維運動裝置包括橫向運動機構、縱向運動機構和鉛垂運動機構。所述橫向運動機構包括橫向電機和橫向軌道13，縱向運動機構包括縱向電機和縱向軌道14，鉛垂運動機構包括鉛垂電機、滾珠絲槓和鉛垂軌道。所述縱向軌道14設於橫向軌道13上，橫向電機用於帶動縱向軌道14在橫向軌道13上作橫向移動；所述鉛垂軌道設於縱向軌道14上，縱向電機用於帶動鉛垂軌道在縱向軌道14上作縱向移動；鉛垂電機旋轉帶動滾珠絲槓旋轉從而帶動齒輪機構在鉛垂軌道上作豎直方向的移動。本實施例中，所述鉛垂軌道包括第一鉛垂軌道15a和第二鉛垂軌道15b， 上部主動齒輪8a和下部主動齒輪8b設於第二鉛垂軌道15b上，上部從動齒輪7a和下部從動齒輪7b設於第一鉛垂軌道15a上。其中，當齒輪機構在鉛垂軌道上作豎直方向的移動時，即所述上部主動齒輪8a、下部主動齒輪8b、上部從動齒輪7a以及下部從動齒輪7b分別在第一鉛垂軌道15a和第二鉛垂軌道15b上同時同向移動。

本實施例中，該齒輪機構還包括有電動機和減速機，所述電動機帶動減速機轉動，減速機再帶動上部主動齒輪8a和下部主動齒輪8b轉動，上旋轉盤6和下旋轉盤3隨之轉動，進而上部從動齒輪7a和下部從動齒輪7b也隨之轉動。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。