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CN114724847B - 电子变压器绕线机主轴结构 - Google Patents

电子变压器绕线机主轴结构 Download PDF

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Abstract

电子变压器绕线机主轴结构，属于机械设备技术领域，由连接套杆、绕线轴、锁紧板和磁悬式轴承共同组成，通过磁悬式轴承对绕线轴形成支撑，当漆包线经过张力机构和绞线机构的处理后，由绕线工作电机驱动绕线轴高速旋转来实现电子变压器骨架绕线的目的，通过磁悬式轴承电磁力和永磁力将转子悬浮起来。与普通轴承相比，本发明减少了机械摩擦，降低了磨损，尤其是在工作状态下无需进行润滑，动态性能好，使用寿命长，通过本发明绕线机主轴结构，极大提高了绕线轴的寿命和绕线效率。

Description

电子变压器绕线机主轴结构
技术领域
本发明属于机械设备技术领域，涉及一种绕线机用主轴结构，具体的说是涉及一种用于电子变压器绕线机的主轴结构。
背景技术
电子变压器，是具有将交变电压转变为直流后再通过半导体开关器件以及电子元件和高频变压器绕组构成一种高频交流电压输出的电子装置。主要是由高频变压器磁芯(铁芯)与两个或两个以上的线圈组成。变压器绕线机是用来绕制变压器线圈的专用设备，在变压器的线圈生产过程中，按变压器电压等级或容量来划分绕线设备，有绕制配电变压器高、低压线圈的自动排线绕线机和箔式线圈绕线机；有绕制大型电力变压器线圈的立式绕线机和卧式绕线机。
目前，无论采用哪种变压器绕线机，绕线过程中均需要采用主轴作为绕线轴，且通过选配合适的普通轴承来作为支撑，其绕线速度主要取决于电机的旋转速度。由于电机技术的差异，高精密变压器绕线电机能达到每分钟2万转左右，而普通绕线电机的绕线速度只有高精密电机的一半。但高精密电机普遍价格昂贵，使用成本较高，由于普通高速轴承具有负荷大时工作温度高、故障率高、寿命短、功耗大的特点，采用普通主轴作为绕线轴，在高速旋转工作状态下，机械摩擦较大，极易产生较大的噪声，主轴旋转速度容易受到摩擦影响，因此主轴旋转速度并不能满足高速绕线需求，且机械摩擦给轴承带来的磨损，易导致轴承过早形成失效，影响绕线作业效率。
发明内容
本发明的目的是针对现有电子变压器绕线机主轴旋转效率低，轴承摩擦磨损严重，噪声大，不能满足高速绕线需求的不足，提出电子变压器绕线机主轴结构，通过改变主轴结构，进一步减少主轴旋转过程中的摩擦，减少轴承磨损，进一步减少工作噪声，提高绕线效率。
本发明的技术方案是：电子变压器绕线机主轴结构，包括由线架、张紧机构、绞线机构、绕线平台、气剪机构、上下料工作台和底座构成的绕线机；其特征在于：所述绕线平台上排列设有多个绕线主轴，所述绕线主轴包括：
连接套杆，所述连接套杆包括轴杆和轴套，所述轴杆与绕线电机的电机轴连接；
绕线轴，所述绕线轴包括连接轴头、轴环、第一轴颈、轴身、第二轴颈和绕线轴头，所述连接轴头与所述轴杆配合连接，所述轴环上连接安装锁紧板，所述轴颈上连接安装磁悬式轴承，所述绕线轴头与变压器磁芯连接；
锁紧板，所述锁紧板与所述轴套配合连接，通过紧固螺栓使绕线轴与连接套杆连接固定；
磁悬式轴承，所述磁悬式轴承包括永磁体、定子、定子线圈和转子铁芯，所述磁悬式轴承连接安装在所述轴颈上。
进一步的，所述连接套杆由轴杆和轴套叠加构成，轴杆端面上设有连接孔，轴套端面上设有台阶孔，连接孔与台阶孔之间通过配合孔相连通，轴杆与轴套连接处的端面上设有多个螺栓沉孔。
进一步的，所述连接孔为方孔，台阶孔和配合孔均为圆柱孔，台阶孔的孔径＞配合孔的孔径＞连接孔的孔径。
进一步的，所述螺栓沉孔的数量不少于3个，螺栓沉孔均布设置在轴套与轴杆相接处的端面上。
进一步的，所述锁紧板的中心设有台阶沉孔，台阶沉孔的圆心外侧均布设有与螺栓沉孔等数量且同轴的螺纹通孔，锁紧板嵌套在绕线轴的轴环上后整体内嵌于台阶孔内，并通过紧固螺栓拉紧连接。
进一步的，所述锁紧板内台阶沉孔的深度小于轴环的宽度。
进一步的，所述磁悬式轴承由永磁体、定子、定子线圈和转子铁芯组成，在磁悬式轴承的外部包覆设有套筒，套筒与永磁体形成过盈配合。
进一步的，所述定子卡接设置在永磁体的内壁上，定子线圈缠绕设置在定子上，定子与转子铁芯之间设有间隙。
进一步的，所述磁悬式轴承成对使用，两个磁悬式轴承的转子铁芯分别与第一轴颈和第二轴颈形成过盈配合。
本发明的有益效果为：电子变压器绕线机主轴结构，由连接套杆、绕线轴、锁紧板和磁悬式轴承共同组成，通过磁悬式轴承对绕线轴形成支撑，当漆包线经过张力机构和绞线机构的处理后，由绕线工作电机驱动绕线轴高速旋转来实现电子变压器骨架绕线的目的，通过磁悬式轴承电磁力和永磁力将转子悬浮起来。与普通轴承相比，本发明减少了机械摩擦，降低了磨损，尤其是在工作状态下无需进行润滑，动态性能好，使用寿命长，通过本发明绕线机主轴结构，极大提高了绕线轴的寿命和绕线效率。
附图说明
图1 为本发明绕线机整体结构示意图。
图2 为本发明中绕线主轴整体结构示意图。
图3 为图2中A-A方向的剖视结构示意图。
图4 为本发明中连接套杆立体结构示意图。
图5 为本发明中连接套杆全剖结构示意图。
图6 为本发明中绕线轴的轴上结构示意图。
图7 为本发明中磁悬式轴承的结构示意图。
图中：线圈1、线架2、张紧机构3、绞线机构4、绕线平台5、绕线主轴6、气剪机构7、上下料工作台8、底座9、连接套杆10、轴杆10-1、轴套10-2、连接孔10-3、螺栓沉孔10-4、配合孔10-5、台阶孔10-6、磁悬式轴承11、套筒11-1、永磁体11-2、定子线圈11-3、定子11-4、转子铁芯11-5、绕线轴12、连接轴头12-1、轴环12-2、第一轴颈12-3、轴身12-4、第二轴颈12-5、绕线轴头12-6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明专利而不用于限制本发明专利的范围，在阅读了本发明专利之后，本领域技术人员对本发明专利的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
如图1-7所示，电子变压器绕线机主轴结构，由线架2、张紧机构3、绞线机构4、绕线平台5、气剪机构7、上下料工作台8和底座9构成的绕线机；绕线平台5上排列设有多个绕线主轴6，绕线主轴6包括：连接套杆10，连接套杆10包括轴杆10-1和轴套10-2，轴杆10-1与绕线电机的电机轴连接；绕线轴12，绕线轴12包括连接轴头12-1、轴环12-2、第一轴颈12-3、轴身12-4、第二轴颈12-5和绕线轴头12-6，连接轴头12-1与轴杆10-1配合连接，轴环12-2上连接安装锁紧板14，第一轴颈12-3和第二轴颈12-5上分别连接安装磁悬式轴承11，绕线轴头12-6与变压器磁芯连接；锁紧板14，锁紧板14与轴套10-2配合连接，通过紧固螺栓13使绕线轴12与连接套杆10连接固定；磁悬式轴承11，磁悬式轴承11包括永磁体11-2、定子11-4、定子线圈11-3和转子铁芯11-5。
实施例2
与上述实施例1不同的是，如图2-5所示，电子变压器绕线机主轴结构，其中连接套杆10由轴杆10-1和轴套10-2叠加构成，轴杆10-1端面上设有连接孔10-3，轴套10-2端面上设有台阶孔10-6，连接孔10-3与台阶孔10-6之间通过配合孔10-5相连通，轴杆10-1与轴套10-2连接处的端面上设有多个螺栓沉孔10-4。连接孔10-3为方孔，台阶孔10-6和配合孔10-5均为圆柱孔，台阶孔10-6的孔径＞配合孔10-5的孔径＞连接孔10-3的孔径。螺栓沉孔10-4的数量不少于3个，螺栓沉孔10-4均布设置在轴套10-2与轴杆10-1相接处的端面上。
实施例3
与上述实施例2不同的是，如图2、图3、图6、图7所示，电子变压器绕线机主轴结构，锁紧板14的中心设有台阶沉孔14-1，台阶沉孔14-1的圆心外侧均布设有与螺栓沉孔10-4等数量且同轴的螺纹通孔，锁紧板14嵌套在绕线轴12的轴环12-2上后整体内嵌于台阶孔10-6内，并通过紧固螺栓13拉紧连接。锁紧板14内台阶沉孔14-1的深度小于轴环12-2的宽度。磁悬式轴承11由永磁体11-2、定子11-4、定子线圈11-3和转子铁芯11-5组成，在磁悬式轴承11的外部包覆设有套筒11-1，套筒11-1与永磁体11-2形成过盈配合。定子11-4卡接设置在永磁体11-2的内壁上，定子线圈11-3缠绕设置在定子11-4上，定子11-4与转子铁芯11-5之间设有间隙。磁悬式轴承11成对使用，两个磁悬式轴承11的转子铁芯15分别与第一轴颈12-3和第二轴颈12-5形成过盈配合。
如图1-7所示，电子变压器绕线机主轴结构的工作原理如下：在绕线工作台的驱动下，绕线主轴高速旋转，漆包线经漆包线架进入张力控制机构，由于电子变压器骨架一般为矩形骨架，缠绕漆包线时会使得漆包线的受力不一致，因此该张力控制机构可保证绕线工作时漆包线的受力在安全范围内，避免发生断线风险。经过张力控制机构的漆包线进入绞线机构，绞线机构将漆包线多重折叠后进行绞粗，使这一段漆包线的线径比原始漆包线大，用作对电子变压器骨架的引脚的缠绕。经过绞线机构的漆包线就进入到了绕线主轴前端的骨架上，由绕线工作台内伺服电机驱动绕线主轴，绕线主轴由一对混合磁悬式轴承进行支撑，对磁悬式轴承中的线圈进行通电，利用电磁力和永磁力将转子悬浮起来，同时利用永磁环产生的磁场取代电磁铁的静态偏置磁场，绕线轴实现悬浮，使得绕线轴在较小摩擦的状态下实现高速旋转，并且带动漆包线绕电子变压器进行缠绕。通过气剪机构将完成缠绕的骨架上的漆包线剪断。最后由上下料机构将已完成的电子变压器骨架卸下，并重新上料，将新的骨架再上到绕线轴头上。

Claims (4)

1.电子变压器绕线机主轴结构，包括由线架(2)、张紧机构(3)、绞线机构(4)、绕线平台(5)、气剪机构(7)、上下料工作台(8)和底座(9)构成的绕线机；其特征在于：所述绕线平台(5)上排列设有多个绕线主轴(6)，所述绕线主轴(6)包括：
连接套杆(10)，所述连接套杆(10)包括轴杆(10-1)和轴套(10-2)，所述轴杆(10-1)与绕线电机的电机轴连接；所述连接套杆(10)由轴杆(10-1)和轴套(10-2)叠加构成，轴杆(10-1)端面上设有连接孔(10-3)，轴套(10-2)端面上设有台阶孔(10-6)，连接孔(10-3)与台阶孔(10-6)之间通过配合孔(10-5)相连通，轴杆(10-1)与轴套(10-2)连接处的端面上设有多个螺栓沉孔(10-4)；
绕线轴(12)，所述绕线轴(12)包括连接轴头(12-1)、轴环(12-2)、第一轴颈(12-3)、轴身(12-4)、第二轴颈(12-5)和绕线轴头(12-6)，所述连接轴头(12-1)与所述轴杆(10-1)配合连接，所述轴环(12-2)上连接安装锁紧板(14)，所述绕线轴头(12-6)与变压器磁芯连接；
锁紧板(14)，所述锁紧板(14)与所述轴套(10-2)配合连接，通过紧固螺栓(13)使绕线轴(12)与连接套杆(10)连接固定；所述锁紧板(14)的中心设有台阶沉孔(14-1)，台阶沉孔(14-1)的圆心外侧均布设有与螺栓沉孔(10-4)等数量且同轴的螺纹通孔，锁紧板(14)嵌套在绕线轴(12)的轴环(12-2)上后整体内嵌于台阶孔(10-6)内，并通过紧固螺栓(13)拉紧连接；
磁悬式轴承(11)，所述磁悬式轴承(11)包括永磁体(11-2)、定子(11-4)、定子线圈(11-3)和转子铁芯(11-5)；在磁悬式轴承(11)的外部包覆设有套筒(11-1)，套筒(11-1)与永磁体(11-2)形成过盈配合；所述定子(11-4)卡接设置在永磁体(11-2)的内壁上，定子线圈(11-3)缠绕设置在定子(11-4)上，定子(11-4)与转子铁芯(11-5)之间设有间隙；所述磁悬式轴承(11)成对使用，两个磁悬式轴承(11)的转子铁芯(11-5)分别与第一轴颈(12-3)和第二轴颈(12-5)形成过盈配合。
2.根据权利要求1所述的电子变压器绕线机主轴结构，其特征在于：所述连接孔(10-3)为方孔，台阶孔(10-6)和配合孔(10-5)均为圆柱孔，台阶孔(10-6)的孔径＞配合孔(10-5)的孔径＞连接孔(10-3)的孔径。
3.根据权利要求1所述的电子变压器绕线机主轴结构，其特征在于：所述螺栓沉孔(10-4)的数量不少于3个，螺栓沉孔(10-4)均布设置在轴套(10-2)与轴杆(10-1)相接处的端面上。
4.根据权利要求1所述的电子变压器绕线机主轴结构，其特征在于：所述锁紧板(14)内台阶沉孔(14-1)的深度小于轴环(12-2)的宽度。
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