CN207835312U - 一种基于曲柄滑块机构原理的电机线圈绕线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于曲柄滑块机构原理的电机线圈绕线装置，由绕线架座、绕线架、下绕线模固定机构、曲柄盘支撑机构、曲柄盘、连杆、滑块机构和上、下绕线模组成。绕线模由上、下两部分组成，其尺寸决定电机线圈的端部尺寸。上、下绕线模分别装配在曲柄滑块机构的滑块和机架上。根据曲柄滑块机构原理，当滑块做往复直线运动时，上、下绕线模的间距发生变化，在不组装、拆卸绕线模的情况下，实现绕线装置绕线状态和卸线状态的快速转换。在提高绕线效率和线圈质量的同时，降低劳动强度。通过设置不同的上、下绕线模的绕线状态距离，本实用新型可以绕制端部尺寸相同，直线边长度不同的电机线圈，实现电机线圈绕线装置的通用性。

Description

一种基于曲柄滑块机构原理的电机线圈绕线装置

技术领域

本实用新型属于电机制造技术领域，涉及对电机线圈绕线模具的改进。

背景技术

电机线圈是电机的重要零件，其尺寸、质量由电机线圈绕线装置决定。电机线圈绕线装置设计的是否合理，直接影响着电机线圈的制造成本、效率和质量。电机线圈绕线装置的高效性、通用性，越来越受到电机制造厂家的重视。现有的电机线圈绕线装置，已经针对电机种类的多样性、研发阶段线圈周长的不确定性设计出了通用型绕线模。例如，授权公告号为CN204517594U的中国实用新型专利，公开了“一种电机用绕线模板”。申请公布号为CN104269982A的发明专利申请，公开了“一种可调线圈周长的电机线圈绕线模”。为了能把电机线圈从绕线模中分离出来，这此绕线模由多层可分离的模板组成。绕线前，需将各层模板组装到绕线机上。拆卸线圈时，需将绕有电机线圈的绕线模从绕线机上一起搬下。模板由外到内，逐层拆去。在拆去每层模板露出线圈时，用绑扎线捆扎线圈。这些绕线装置，在解决绕线模的通用性方面，无疑推动了电机绕线技术的进步，但在绕线过程中，需将各模板进行组装和拆卸，影响了生产效率；在拆模板、捆扎、取线过程中，会造成线圈变形，降低了线圈的产品质量；卸线时，绕线模也需要与线圈一起搬下，增加了劳动强度。也就是在绕线过程中，因为需要组装和拆卸模板，现有电机线圈模具存在着绕制效率低、产品质量差、劳动强度高的缺陷。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术中电机线圈模具在绕线过程中存在绕制效率低、产品质量差、劳动强度高的缺陷，本实用新型提供一种基于曲柄滑块机构原理的电机线圈绕线装置，通过滑块机构做往复直线运动时引起的上、下绕线模间距离的变化，在不组装、拆卸绕线模的情况下，完成电机线圈的绕制。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于曲柄滑块机构原理的电机线圈绕线装置，由绕线架座、绕线架、下绕线模固定机构、曲柄盘支撑机构、曲柄盘、连杆、滑块机构、上绕线模、下绕线模组成。下绕线模固定机构、曲柄盘支撑机构、绕线架通过螺纹联接组成曲柄滑块机构的固定件——机架。曲柄盘、连杆、滑块机构分别是曲柄滑块机构的曲柄、连杆和滑块。上、下绕线模分别装配在滑块机构和下绕线模固定机构上。利用曲柄滑块机构原理，转动曲柄长度为Ra的曲柄盘时，滑块机构在绕线架内做滑块行程L＝2Ra的往复直线运动。下绕线模通过下绕线模固定机构装配到绕线架上，在同一规格电机线圈的绕制过程中，下绕线模到绕线架旋转中心的距离不变。在曲柄滑块机构的一个循环过程中，上、下绕线模间产生L＝2Ra的距离变化。上、下绕线模间距最大时，定义为绕线装置的绕线状态，用于绕线。上、下绕线模间距最小时，定义为绕线装置的卸线状态，用于卸线。在不组装、拆卸绕线模的情况下，绕线装置实现绕线状态和卸线状态的快速转换。旋转曲柄盘手柄，使上、下绕线模距离最大，绕线装置处于绕线状态，即可进行绕圈绕制。绕线时，绕线机提供的扭矩由绕线架座传递给绕线架，然后经滑块机构、下绕线模固定机构分别带动上、下绕线模旋转。线圈绕完后，在绕线装置处于绕线状态时，用绑扎线捆扎上、下绕线模间线圈的直线边，每槽两道。反向旋转曲柄盘手柄，使上、下绕线模距离最小，绕线装置处于卸线状态。电机线圈在重力的作用下和上绕线模一同下移一个滑块行程L。因为下绕线模相对绕线架不动，绕制好的电机线圈下端与下绕线模下端空出一个滑块行程L的距离，线圈上端形同挂在上绕线模的槽内。将两道绑扎线拉向线圈两端，双手抓住电机线圈的两直线边，以上绕线模的槽为旋转轴线，将线圈下端从下绕线模下端按远离绕线架方向转出。完成一个线圈的绕制。转动曲柄盘手柄，使绕线装置重新处于绕线状态，即可开始绕制下一个电机线圈。通过曲柄滑块机构快速转换绕线装置的绕线状态和卸线状态，克服现有技术中电机线圈模具因组装、拆卸模板而造成的绕制效率低、产品质量差、劳动强度高的缺陷。

上述的一种基于曲柄滑块机构原理的电机线圈绕线装置，通过设置不同的上、下绕线模的绕线状态距离，实现电机线圈绕线装置的通用性。就电机绕线装置而言，电机线圈的多样性主要由电机的机座号、极数(决定转速)和输出功率决定。在同一系列电机中，只要电机的机座号相同、极数相同，电机线圈的端部尺寸就相同。功率的差异，在电机线圈的表现主要是直线边长度的不同。针对这一特性，本实用新型绕线模分上、下绕线模两部分，且两者结构相同。电机线圈的端部尺寸由上、下绕线模尺寸保证；电机线圈的直线边长度尺寸由上、下绕线模在绕线状态时的间距决定。曲柄盘支撑机构、下绕线模固定机构可以沿绕线架的导轨滑动平移。上绕线模和滑块机构行程的极限点位置由曲柄盘支撑机构相对于绕线架旋转轴线的距离决定。线圈绕制前，通过调整曲柄盘支撑机构、下绕线模固定机构到绕线架旋转轴线的距离，完成绕线装置不同的上、下绕线模的绕线状态的距离调整。从而完成端部尺寸相同，直线边长度尺寸不同的线圈的绕制。当端部尺寸不同时，需更换上、下绕线模，重复上述调整。

上述的一种基于曲柄滑块机构原理的电机线圈绕线装置，所述下固定外压板、上固定外压板、绕线架的相互配合面处加工同尺寸、相啮合的齿形槽。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的曲柄滑块机构可实现绕线装置绕线状态和卸线状态的快速转换，通过省去组装、拆卸绕线模动作，以及缩短卸线时间，提高线圈绕制效率。本实用新型在绕线状态时捆扎线圈，在卸线状态拆卸线圈时整体取出，线圈尺寸在与绕线模分离前后几乎不变。克服目前绕线技术在拆模板、捆扎、取线过程中，造成线圈变形的缺点。提高了线圈的产品质量。本实用新型在拆卸线圈时只抓取线圈，不必将绕线模与线圈一同抱出，降低了劳动强度。本实用新型同时具有通用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为绕线状态主视图。此状态时，上、下绕线模间距最大；

图2为绕线状态左视图；

图3为卸线状态主视图。此状态时，上、下绕线模间距最小；

图4为卸线状态左视图；

图5为上、下绕线模主视图。上绕线模和下绕线模结构尺寸相同；

图6为上、下绕线模左视图；

图7为绕线架主视图；

图8为绕线架左视图；

图9为绕线架齿形槽局部放大示意图；

图10为上、下固定外压板主视图。上固定外压板和下固定外压板结构尺寸相同；

图11为上、下固定外压板俯视图；

图12为下固定内压板主视图；

图13为下固定内压板剖视图；

图14为下绕线模定位销结构示意图；

图15为绕线架座主视图；

图16为绕线架座剖视图；

图17为滑块外压板主视图；

图18为滑块外压板剖视图；

图19为滑块定位块主视图；

图20为滑块定位块剖视图；

图21为滑块内压板结构示意图；

图22为连杆结构示意图；

图23为曲柄盘主视图；

图24为曲柄盘左视图；

图25为曲柄盘支座结构示意图；

图26为上固定内压板主视图；

图27为上固定内压板俯视图。

图中：1.第一螺母、第一平垫圈，2.下绕线模，3.下绕线模定位销，4.下固定内压板， 5.下固定外压板，6.第二螺母、第二平垫圈，7.下全螺纹螺杆，8.绕线架，9.绕线架座，10. 滑块定位块，11.滑块外压板，12.第三螺母、第三平垫圈，13.曲柄盘支座，14.曲柄盘压板， 15.六角螺栓，16.连杆，17.曲柄盘，18.上固定外压板，19.上固定内压板，20.第四螺母、第四平垫圈，21.滑块内压板，22.上绕线模，23.第五螺母、第五平垫圈，24.上全螺纹螺杆， 25.上绕线模定位销，26.电机线圈，27.端板，28.矩形导轨，29.不锈钢直尺，30.固定外压板齿形板，31.固定外压板定位块。

具体实施方式

下面对本实用新型做进一步详细说明。参见图1至图27，一种基于曲柄滑块机构原理的电机线圈绕线装置由下绕线模2、绕线架8、下绕线模固定机构、绕线架座9、滑块机构、连杆16、曲柄盘17、曲柄盘支撑机构、上绕线模22组成。下绕线模固定机构、曲柄盘支撑机构、绕线架8通过螺纹联接组成曲柄滑块机构的固定件——机架。曲柄盘17、连杆16、滑块机构分别是曲柄滑块机构的曲柄、连杆和滑块。上绕线模22和下绕线模2分别装配在滑块机构和下绕线模固定机构上。由曲柄滑块机构完成绕线装置绕线状态和卸线状态的快速转换。绕线时，绕线机提供的扭矩由绕线架座9传递给绕线架8，然后经滑块机构、下绕线模固定机构分别带动上、下绕线模旋转。下绕线模固定机构、滑块机构、曲柄盘支撑机构由多个零件组成，具体组成见下。

下绕线模2、上绕线模22是电机线圈绕线模的两部分。两者结构尺寸相同，为便于说明而人为编为两号。上、下绕线模结构如图5、图6所示，两图分别是绕线模的主视图和左视图。绕线模的槽数以4～5槽为宜，最多槽数由绕线装置处于卸线状态时电机线圈26下端与下绕线模2下端空出的滑块行程L的大小决定。槽数过多，会造成卸线圈时卸线困难。槽数过少，会人为增加有绕组定子铁芯后面接线工序的工作量。绕线模槽底尺寸与电机线圈26端部尺寸相同。Φb孔为通孔，用于通过上全螺纹螺杆24或下全螺纹螺杆7。2-Φc孔为绕线模定位孔，其直径和深度由上绕线模定位销25或下绕线模定位销3决定。上、下绕线模分别安装在滑块机构和下绕线模固定机构上。

绕线架8是本实用新型装置中下绕线模固定机构、滑块机构和曲柄盘支撑机构的连接体，下绕线模固定机构、滑块机构和曲柄盘支撑机构可以沿绕线架8的导轨滑动平移。绕线架8 由两个端板27，两个横截面边长均为C的矩形导轨28和两个经过改制的不锈钢直尺29组成。不锈钢直尺29用标牌铆钉铆在矩形导轨28的侧面上，用于测量上绕线模22和下绕线模2间的距离。不锈钢直尺改制的要求是：在刻度的起始端长度方向去掉不小于绕线架座9的H/2 尺寸长度，宽度小于矩形导轨28的尺寸C。不锈钢直尺29与绕线架8的回转轴线对称分布，每一刻度值就是这一刻度线处横截面到绕线架旋转轴线的距离。在线圈绕制过程中，为防止上、下绕线模在电磁线拉力的作用下间距减小，在绕线架8的远离绕线模的侧面上加工齿形槽。槽形如图9所示。滑块外压板11与矩形导轨28间的滑动摩擦会造成滑块机构与导轨间配合间隙的增大。为解决这一问题，除在材料、热处理方面采取措施提高耐磨性外，在矩形导轨面上保留0.4mm齿顶平面，达到间隙稳定、提高使用寿命的目的。在下固定外压板5、上固定外压板18与绕线架8的配合面上加工同尺寸的齿形槽。上、下固定外压板与绕线架齿槽啮合后再夹紧，有效地防止了相对滑动。

下绕线模固定机构是下绕线模2与绕线架8间的定位夹紧机构。下绕线模固定机构由第一螺母、第一平垫圈1、下绕线模定位销3、下固定内压板4、下固定外压板5、第二螺母、第二平垫圈6和下全螺纹螺杆7组成。下固定外压板5和上固定外压板18结构尺寸相同，为便于说明而人为编为两号。上、下固定外压板结构如图10、图11所示。两图分别是上、下固定外压板的主视图和俯视图。上、下固定外压板由固定外压板齿形板30和固定外压板定位块31组成，两者由4个内六角螺钉紧固。固定外压板齿形板30上加工齿形槽，齿形槽与绕线架8上的齿形槽相同。尺寸D是固定外压板定位块31与绕线架8尺寸A相配合的平移导向定位尺寸。在平移导向定位尺寸的作用下，下固定外压板5在沿绕线架8导轨平移后，旋紧第二螺母、第二平垫圈6时，下固定外压板5能与绕线架8上的齿形槽相啮合。下固定内压板4结构如图12、图13所示。两图分别是下固定内压板4的主视图和剖视图。尺寸E是下固定内压板4与绕线架8尺寸A相配合的平移导向定位尺寸。2-Ma内螺纹是下绕线模定位销3的安装孔。内螺纹Mb用于旋合下全螺纹螺杆7。下绕线模定位销3结构如图14所示。使用前，首先将下绕线模定位销3装配到下固定内压板4上，然后将下全螺纹螺杆7旋合到下固定内压板4中。最后，由第二螺母、第二平垫圈6将下固定外压板5压紧在绕线架8上。完成下绕线模固定机构与绕线架8的装配。

绕线架座9是绕线架8与绕线机的连接件。其结构如图15、图16所示，两图分别是绕线架座9的主视图和剖视图。尺寸G是绕线架8的尺寸B的安装定位尺寸。绕线架8由螺栓固定在绕线架座9上。图中Φd、Φe是与绕线机的安装接口尺寸，由所用绕线机决定。

滑块机构是上绕线模22与绕线架8的连接体，既是曲柄滑块机构中的滑块部件，又是上绕线模22的定位夹紧机构。滑块机构由滑块外压板11、滑块定位块10、滑块内压板21、上绕线模定位销25、上全螺纹螺杆24、第三螺母、第三平垫圈12和第五螺母、第五平垫圈23组成。滑块外压板11结构如图17、图18所示。两图分别是滑块外压板11的主视图和剖视图。滑块外压板11与连杆16通过螺钉、螺母在Mc螺纹处组成铰链联接。圆柱Φa是曲柄盘 17的定位柱，当曲柄盘17的Q面与Φa定位柱外圆相切时，滑块机构和上绕线模22处于距绕线架8旋转轴线最远点位置，即图1、图2所示的绕线状态。滑块定位块10的结构如图19、图20所示，两图分别是滑块定位块10的主视图和剖视图。宽度尺寸J是与绕线架8尺寸A 相配合的平移导向定位尺寸，尺寸J和尺寸A间组成小间隙滑动配合尺寸。厚度尺寸K略大于绕线架8的矩形导轨28厚度尺寸C，使滑块外压板11和滑块内压板21间组成的空间尺寸和绕线架8的C尺寸组成小间隙滑动配合尺寸。滑块内压板21的结构如图21所示。上绕线模定位销25与下绕线模定位销3结构相似，不同之处在于上绕线模定位销25的螺纹长度比下绕线模定位销3的螺纹长度F略长。图1所示两个内六角螺钉和两个上绕线模定位销25 将滑块外压板11、滑块定位块10和滑块内压板21装配到绕线架8上。上全螺纹螺杆24穿过滑块内压板21的圆孔，旋入滑块定位块10的内螺纹Mb，穿过滑块外压板11的圆孔后，由第三螺母、第三平垫圈12将上全螺纹螺杆24紧固在滑块机构上，完成滑块机构与绕线架 8的装配。滑块外压板11的尺寸I和滑块内压板21的尺寸M均大于绕线架8的导轨内间距尺寸A，滑块机构只能沿绕线架8的导轨方向做往复直线运动。

连杆16是曲柄盘17与滑块机构间的连接件，结构如图22所示。连杆16通过螺钉、平垫圈、螺母分别与滑块机构的滑块外压板11和曲柄盘17组成铰链联接。通过连杆16，将曲柄盘17的转动转化为滑块机构和上绕线模22的平动。在滑块外压板11与连杆16间留有大于一个齿高0.8mm的轴向间隙，用于在调整曲柄盘支撑机构到绕线架8的旋转轴线距离时，预留出上固定外压板18与绕线架8齿部啮合的分离空间。

曲柄盘17是曲柄滑块机构的曲柄部分。其结构如图23、图24所示，两图分别是曲柄盘 17的主视图和左视图。曲柄盘17的Φf通孔装配到曲柄盘支撑机构中曲柄盘支座13的Φg 处。装配后，Φf与Φg间、尺寸N与尺寸P间均为间隙配合。Ra是曲柄盘17的曲柄长度。 Q面是曲柄盘17圆周方向的旋转定位面。

曲柄盘支撑机构是曲柄盘17的回转支撑装置，确定曲柄在机架上回转副中心线的位置。它由曲柄盘支座13、曲柄盘压板14、六角螺栓15、上固定外压板18、上固定内压板19和第四螺母、第四平垫圈20组成。曲柄盘支座13结构如图25所示，Φg的中心线是曲柄在机架上的回转幅中心线。上固定外压板18与下固定外压板5结构尺寸相同，结构如图10、图11所示。两图分别是上、下固定外压板的主视图和俯视图。上固定外压板18的尺寸D与绕线架尺寸A相配合，齿形槽与绕线架8的齿部相啮合。上固定内压板19结构如图26、图27所示。两图分别是上固定内压板19的主视图和俯视图。尺寸S是上固定内压板19与绕线架8尺寸A相配合的平移导向定位尺寸。曲柄盘支座13、上固定外压板18、上固定内压板19通过曲柄盘压板14、六角螺栓15、第四螺母、第四平垫圈20将曲柄盘支撑机构装配在绕线架8上。通过调整曲柄盘支座13Φg的中心线与绕线架8回转轴线间的距离，确定不同的上、下绕线模的绕线状态距离，实现电机线圈绕线装置的通用性。

本实用新型的使用方法是：

通过绕线架座9，将尚未装配上、下绕线模的绕线装置安装到绕线机上，按如下步骤操作：

第一步，装配上、下绕线模。驱动绕线机，使绕线架8停在水平方向，且绕线架8的不锈钢直尺29水平朝上。以下绕线模定位销3定位，用第一螺母、第一平垫圈1和下全螺纹螺杆7将下绕线模2装配到下绕线模固定机构上。以上绕线模定位销25定位，用第五螺母、第五平垫圈23和上全螺纹螺杆24将上绕线模22装配到滑块机构上。

第二步，调整上、下绕线模的绕线状态距离，确定线圈长度。松开第二螺母、第二平垫圈6，使下固定外压板5与绕线架8间相啮合的齿部分离。在下固定外压板的尺寸D、下固定内压板的尺寸E与绕线架8的尺寸A组成的平移定位尺寸导向下，沿绕线架8的导轨平移下绕线模固定机构和下绕线模2，通过不锈钢直尺29的刻度值，使下绕线模2到绕线架8旋转轴线的距离为线圈总长度的一半。使下固定外压板5与绕线架8间齿部啮合后，拧紧第二螺母、第二平垫圈6，将下绕线模固定机构紧固在绕线架8上。旋转曲柄盘17手柄，使Q面与滑块外压板11的Φa定位柱外圆相切，滑块机构和上绕线模22距绕线架8的旋转轴线最远。松开第四螺母、第四平垫圈20，使上固定外压板18与绕线架8间相啮合的齿部分离。在上固定外压板18的尺寸D、上固定内压板19的尺寸S与绕线架8的尺寸A组成的平移定位尺寸导向下，沿绕线架8的导轨平移曲柄盘支撑机构、滑块机构和上绕线模22，通过不锈钢直尺29的刻度值，调整上绕线模22与下绕线模2间的距离，保证线圈总长度。使上固定外压板18与绕线架8间齿部啮合后，拧紧第四螺母、第四平垫圈20，将曲柄盘支撑机构固定在绕线架8上，完成上、下绕线模绕线状态间距的调整。此时，绕线装置处于绕线状态，如图 1、图2所示。

第三步，绕制线圈。上、下绕线模间距离调整完毕后，操纵绕线机，使绕线架8停留在竖直上下方向，以此位置做为绕线机计数的初始位置，开始绕制线圈。绕制时，电磁线自左向右依次绕制。绕完后，绕线架8仍停留在竖直上下方向。用绑扎线逐槽捆扎上、下绕线模间电机线圈26的直线边，每槽两道。

第四步，拆卸线圈。图2所示视图方向，逆时针转动曲柄盘17的手柄，电机线圈26在重力作用下与上绕线模22一起下移。因下绕线模2与绕线架8间相对不动，下移的电机线圈26与下绕线模2间形成一个滑块行程L＝2Ra的空间。此时，绕线装置处于卸线状态，如图3、图4所示。将捆扎电磁线的两道绑扎线拉向两端，一道上至上绕线模22的下端，另一道下至电机线圈26的最下端。双手抓住电机线圈26的两直线边，利用下绕线模2与电机线圈26间的空间，以上绕线模22的槽为轴线，按图3所示箭头方向，将电机线圈26从下绕线模2下边掏出。完成电机线圈与绕线装置的分离。

图4所示视图方向，顺时针转动曲柄盘17的手柄180°，当曲柄盘17的Q面与滑块外压板11的Φa定位柱外圆相切时，上绕线模22上移到距绕线架8旋转轴线的最远点虚线位置。此位置也就是图1、图2所示的绕线装置的绕线状态，此时即可开始绕制下一个电机线圈。在不组装、拆卸绕线模的情况下，通过曲柄滑块机构，绕线装置实现绕线状态和卸线状态的快速转换。

当绕制同机座号、同极数但输出功率不同的电机线圈，即绕制端部尺寸相同，而直线边长度不同的电机线圈时，应从第二步调整上、下绕线模的绕线状态距离开始，逐步进行。

当绕制同机座号、不同极数或不同机座号的电机线圈时，因为电机线圈端部尺寸、直线边尺寸均不同，需更换绕线模，所以应从第一步装配上、下绕线模开始实施。

Claims (3)

1.一种基于曲柄滑块机构原理的电机线圈绕线装置，包括绕线架座(9)、绕线架(8)、下绕线模固定机构、曲柄盘支撑机构、曲柄盘(17)、连杆(16)、滑块机构、上绕线模(22)、下绕线模(2)，电机线圈尺寸由绕线模决定，其特征在于：绕线模由上、下两部分组成，分别装配在曲柄滑块机构的滑块和机架上，滑块的往复直线运动，使上、下绕线模的间距发生变化，在不组装、拆卸绕线模模板的情况下，完成绕线装置绕线状态和卸线状态的快速转换。

2.根据权利要求1所述的一种基于曲柄滑块机构原理的电机线圈绕线装置，其特征在于，下固定外压板(5)、下固定内压板(4)与绕线架(8)组成下绕线模固定机构的平移导向结构，三者通过第二螺母、第二平垫圈(6)和下全螺纹螺杆(7)松开或夹紧；上固定外压板(18)、上固定内压板(19)与绕线架(8)组成曲柄盘支撑机构的平移导向结构，三者通过第四螺母、第四平垫圈(20)和六角螺栓(15)松开或夹紧。

3.根据权利要求1所述的一种基于曲柄滑块机构原理的电机线圈绕线装置，其特征在于，所述上、下绕线模结构尺寸相同，槽底尺寸与线圈端部尺寸相同。