專利名稱：變壓器帶狀磁芯的穿繞方法及其專用機床的制作方法
技術領域：
本發明涉及電工技術領域變壓器的制造方法，特別是涉及中、小容量電源變壓器帶狀磁芯的穿繞方法和專用穿繞機床。
現有技術制造環形或R型變壓器首先是用卷帶機將等寬度或變寬度帶狀磁芯卷繞成矩形或圓形橫斷面的環形磁芯，包上絕緣，然后再用穿梭繞線機把漆包或絲包銅線繞上去。由于要事先把銅線截斷纏繞在梭子上，梭子要不斷作往復運動以牽引銅線在磁環上穿繞，所以，這樣制成的變壓器盡管性能卓越，但是工藝成本很高。本專利發明人為此專門設計制造了另一種型式同樣具有環形變壓器性能而工藝成本卻比普通插片EI型變壓器還要低的采用預制線圈和穿繞硅鋼帶工藝的高節能、微漏磁、可稱為Ω型或蝶形的變壓器。此型變壓器已于1996年3月25日申請了中國實用新型專利，申請號96207104.8，并已在1996年11月30日被授予專利權。所述這種穿繞硅鋼帶變壓器的兩個最佳實施例的外形輪廓和半剖面圖可參見圖3和圖4。顯然，現有技術的穿梭繞線機或是硅鋼帶卷繞機都不能用于制造所述穿繞硅鋼帶變壓器。
本發明的目的在于避免現有技術的不足之處而專門為制作所述高節能、微漏磁變壓器提供一種穿繞帶狀磁芯的方法和專用機床。使用本發明方法和專用機床可以將帶狀磁芯穿入已裝有預制線圈的骨架窗口內，形成變壓器的卷繞磁芯，快速、準確，卷繞緊密，相比現有技術生產環形變壓器，勞動生產率高得多，相比EI形變壓器，則性能好得多，材料利用率和總的勞動生產率也都有提高。本發明的目的可以通過采取以下措施來實現提出一種變壓器帶狀磁芯的穿繞方法，其待繞變壓器的線圈骨架包括多葉分支，各分支中央有窗孔，所述分支的環形空腔內分別放置各預制線圈。所述方法包括以下步驟A.各主動輪連同各導向瓦相間排列成一圓形，待繞線圈骨架置于所述圓形中央，骨架的各葉分支分別位于兩導向瓦之間；B.各主動輪在各自驅動機構的推力作用下，各導向瓦也受自身驅動機構驅動，一齊向所述圓形的中心推進，直至各主動輪邊緣和各導向瓦內面組成的圓周挨近線圈骨架各窗孔靠近卷繞中心的圓弧表面；C.帶狀磁芯自兩送帶輪中間進入，借助該兩輪的牽引力前行，從一個主動輪和相鄰導向瓦之間的縫隙穿入線圈骨架的一個窗孔；D.各主動輪按同一方向旋轉，加上各導向瓦的限位作用，帶狀磁芯很快穿越各窗孔繞成第一圈，接著各導向瓦退回原始位置；E.帶狀磁芯在兩送帶輪牽引下不斷前進，以帶頭為首的帶卷騰空旋轉，不斷增厚，指向卷繞中心的壓力使帶狀磁芯卷得很緊，直至塞滿整個各窗孔后才被刀具切斷，完成穿繞過程；F.撤去所述向心壓力，各主動輪退回原始位置，取下已卷繞滿帶狀磁芯的線圈骨架，它就是制成的包括各線圈和磁芯的成品變壓器。
本發明的目的還需要通過采取以下進一步的措施來具體實現設計制造一種變壓器帶狀磁芯穿繞機，包括床身、機箱、電腦控制柜、帶盤支架、帶盤和穿繞機構。床身容納電動機驅動系統的電路部分和壓縮空氣的電磁分氣系統，穿繞機構置于其上。機箱位于穿繞機構的后方，容納驅動穿繞機構的電動機及其機械傳動系統。電腦控制柜包括微計算機主機、彩色顯示器及UPS(不停電電源)系統，它和帶盤支架及帶盤分別位于床身及其上面穿繞機構的左右兩側。所述穿繞機構包括垂直于床身正面并固定于床身上面的滑道及各驅動輪和導向瓦塊。滑道包括左右兩根L形斷面的軌條，需要穿繞帶狀磁芯的產品骨架放入其間。面對床身的正面看，各驅動輪分別位于所述產品骨架的左上、右上和正下方，并且各自借助一個構架連結著各氣缸的活塞桿。各導向瓦塊分別置于各驅動輪之間，正上方的瓦塊同樣借助一個構架，而左下方瓦塊和下方瓦塊則直接連結著各氣缸的活塞桿，所有各氣缸均借助氣缸座固定在機箱的結構上。帶狀磁芯在產品骨架上穿繞完成后，各驅動輪及導向瓦塊在各自氣缸牽引下，脫離同帶狀磁芯的接觸并迅速退離產品一段距高，位于所述穿繞機構后方的氣缸以其活塞桿將穿繞了帶狀磁芯的產品沿著滑道向前推出來。
附圖的圖面說明如下
圖1是本發明變壓器帶狀磁芯穿繞方法的穿繞過程示意圖；圖2是已卷繞滿帶狀磁芯的線圈骨架橫斷面示意圖；圖3是用本發明穿繞方法卷繞滿帶狀磁芯的三葉變壓器外觀示意圖；圖4是用本發明專用機床卷繞硅鋼帶生產的高節能、微漏磁(雙葉)變壓器外觀示意圖；圖5是本發明專用機床的正面視圖；圖6是所述機床的俯視圖；圖7是所述機床的左側視圖；圖8是生產圖4雙葉變壓器8所用線圈骨架81的三面視圖和橫斷面圖；圖9是本發明專用機床上穿繞機構96的正面視圖；圖10是所述穿繞機構96的左側視圖。
以下結合附圖所示之各最佳實施例作進一步詳述本發明變壓器帶狀磁芯的穿繞方法，參見圖1，其待繞變壓器的線圈骨架1包括多葉分支11～13，各分支中央有窗孔21～23，所述分支的環形空腔內分別放置預制線圈51～53。這是一個制造三葉卷繞磁芯變壓器的實施例，實際上所述變壓器的線圈骨架1可以擁有多達十二葉的分支，當然也可以是單葉的，按照產品變壓器的容量大小以及對漏磁限制的嚴厲程度決定。本發明的穿繞方法包括以下步驟A.主動輪(31)～(36)連同導向瓦(41)～(43)相同排列成一圓形，待繞線圈骨架(1)置于所述圓形中央，骨架(1)的各葉分支(11)～(13)分別位于兩導向瓦之間；B.各主動輪(31)～(36)在各自驅動機構的推力P1～P6作用下，各導向瓦(41)～(43)也受自身驅動機構驅動，一齊向所述圓形的中心推進，直至各主動輪(31)～(36)邊緣和各導向瓦(41)～(43)內面組成的圓周挨近線圈骨架(1)各窗孔(21)～(23)靠近卷繞中心的圓弧表面；C.帶狀磁芯(61)自送帶輪(71)、(72)中間進入，借助該兩輪的牽引力前行，從主動輪(31)和導向瓦(41)之間的縫隙穿入線圈骨架(1)的窗孔(21)；D.各主動輪(31)～(36)按同一方向旋轉，加上各導向瓦(41)～(43)的限位作用，帶狀磁芯(61)很快穿越各窗孔(21)～(23)繞成第一圈，接著各導向瓦(41)～(43)退回原始位置；E.帶狀磁芯(61)在送帶輪(71)、(72)牽引下不斷前進，以帶頭(62)為首的帶卷騰空旋轉，不斷增厚，指向卷繞中心的壓力P1～P6使帶狀磁芯(61)卷得很緊，直至塞滿整個窗孔(21)～(23)后才被刀具(74)切斷，完成穿繞過程；F.撤去向心壓力P1～P6，各主動輪(31)～(36)退回原始位置，取下已卷繞滿帶狀磁芯(61)的線圈骨架(1)，它就是制成的包括線圈(51)～(53)和磁芯(6)的成品變壓器。這里所述的帶狀磁芯61在大多數情況下，特別是對于許多中、小容量的電源變壓器，都是含硅量較低的電工鋼帶。所述各驅動機構是用壓縮空氣驅動的氣缸-活塞桿組件，當然也可以采用電動機或者液力馬達。本發明方法包括的A～F各步驟，都由專用微計算機借助專門編制的程序控制完成，所以本發明的專用機床擁有較高的單機自動化水平。圖2展示采用本發明方法卷繞滿帶狀磁芯的三葉變壓器線圈骨架橫斷面示意圖，圖3則是它的產品外觀示意圖，圖中三葉變壓器的各線圈可以互相并聯或者順序串聯，由設計決定。本發明的專用機床—變壓器帶狀磁芯穿繞機，是專為采用本發明方法生產如圖3和圖4所示卷繞磁芯變壓器設計制造的。此處以生產圖4所示雙葉卷繞硅鋼帶變壓器8為例，詳細說明本發明的變壓器帶狀磁芯穿繞機的結構、性能。所述變壓器8有一個如圖8所示的、用絕緣材料制成的骨架81，它包括左815和右816兩葉，并且是由上架811和下架812拼合而成，預制線圈83事先放入其中。骨架81的縱向對稱軸部位是空心圓柱體814，硅鋼帶99須不斷穿越其兩側的矩形空間817和818才能卷繞于圓柱體814上而成為產品變壓器8的磁芯89。為了將漏磁減少到最低限度以及安裝固定，產品8的最外面還要包上屏蔽層84。顯然，要保證磁芯89的穿繞質量和生產效率，本發明的帶狀磁芯穿繞機是必須的。如圖5～7所示，所述帶狀磁芯穿繞機包括床身91、機箱92、電腦控制柜93、帶盤支架94、帶盤95和穿繞機構96。床身91容納電動機驅動系統的電路部分和壓縮空氣的電磁分氣系統，穿繞機構96置于其上。機箱92位于穿繞機構96的后方，容納驅動穿繞機構96的電動機及其機械傳動系統。電腦控制柜93包括微計算機主機、彩色顯示器及UPS(不停電電源)系統，它和帶盤支架94及帶盤95分別位于床身91及其上面穿繞機構96的左右兩側。電腦控制柜93完全是應用現有技術對產品變壓器8的帶狀磁芯穿繞工藝實施程序控制。變更計算機程序中的某些指令，可以適應不同規格要求的產品變壓器8 。帶狀磁芯99的穿繞進程會同步地在彩色顯示器上顯示出來。所述穿繞機構96，見圖9和圖10，包括垂直于床身91正面并固定于床身91上面的滑道961及驅動輪963、964、965和導向瓦塊966、967、968。滑道961包括左右兩根L形斷面的軌條，需要穿繞帶狀磁芯99的產品骨架81放入其間。面對床身91的正面看，各驅動輪963、965和964分別位于所述產品骨架81的左上、右上和正下方，并且各自借助一個構架連結著氣缸973、975和974的活塞桿。各導向瓦塊966、967和968分別置于各驅動輪963、965和964之間，正上方的瓦塊966同樣借助一個構架，而左下方瓦塊967和右下方瓦塊968則直接連結著氣缸976、977和978的活塞桿。所有各氣缸973～979均借助氣缸座971固定在機箱92的結構上。在所述穿繞機構96的上方、在機箱92的前面還有帶狀磁芯切斷機構922和一對驅動輪923、924。開始生產變壓器8的時候，硅鋼帶99已經卷繞在帶盤95上，產品骨架81也已經放好在滑道961上的待繞位置。這時，將所述硅鋼帶99的端部拉出，見圖5和圖6，繞經方向變換輪942和941，再繞經引導輪921之后即穿越切斷機構922中上下兩刀刃之間的縫隙，從驅動輪923、924之間穿過。各氣缸973～978在計算機程序控制下已經充氣，將各驅動輪、各導向瓦塊963～968推至產品骨架81的近旁。鋼帶99接著向下經過驅動輪963表面、經過導向瓦塊967表面，又經過輪964、瓦塊968、輪965和瓦塊966表面。機箱92內的電動機傳動系統牽引并保證各驅動輪923、924以及963～965同步轉動，于是，硅鋼帶99在各導向瓦塊966～968內圓弧形表面的導引、限定下，不斷地穿越產品骨架81上的817、818兩個矩形窗孔，一圈又一圈地卷繞在產品骨架81的圓柱體814上。帶狀磁芯切斷機構922按照程序中規定的長度切斷鋼帶99，切下的鋼帶全部穿繞在圓柱體814上成為產品變壓器8的磁芯89 。銅帶99在產品骨架81上穿繞完成后，各驅動輪及導向瓦塊963～968在氣缸973～978牽引下，脫離同鋼帶99的接觸并迅速退高產品一段距高至圖9上虛線的位置。位于所述穿繞機構96后方的氣缸979以其活塞桿將穿繞了鋼帶99的產品8沿著滑道961向前推出至工作者面前。當新的一個產品骨架81又放好在滑道961上的待繞位置時，引導輪921驅動鋼帶99再繼續穿越切斷機構922中上下兩刀刃之間的縫隙，從驅動輪923、924之間穿過，一切又重復進行。本發明的帶狀磁芯穿繞機具有很高的生產效率，樣機試車顯示，穿繞一個100伏安左右的變壓器需時不到一分鐘，而且硅鋼帶卷繞緊密，充滿產品骨架的兩個矩形窗孔。同現有技術相比較，本發明的優點在于采用所述方法能夠勝任現有技術各種機床所不能勝任的卷繞磁芯變壓器的帶狀磁芯穿繞任務，并且是高質量、高效率的。
權利要求
1.一種變壓器帶狀磁芯的穿繞方法，其待繞變壓器的線圈骨架(1)包括多葉分支(11)～(13)，各分支中央有窗孔(21)～(23)，所述分支的環形空腔內分別放置預制線圈(51)～(53)，其特征在于所述方法包括以下步驟A.主動輪(31)～(36)連同導向瓦(41)～(43)相間排列成一圓形，待繞線圈骨架(1)置于所述圓形中央，骨架(1)的各葉分支(11)～(13)分別位于兩導向瓦之間；B.各主動輪(31)～(36)在各自驅動機構的推力P1～P6作用下，各導向瓦(41)～(43)也受自身驅動機構驅動，一齊向所述圓形的中心推進，直至各主動輪(31)～(36)邊緣和各導向瓦(41)～(43)內面組成的圓周挨近線圈骨架(1)各窗孔(21)～(23)靠近卷繞中心的圓弧表面；C.帶狀磁芯(61)自送帶輪(71)、(72)中間進入，借助該兩輪的牽引力前行，從主動輪(31)和導向瓦(41)之間的縫隙穿入線圈骨架(1)的窗孔(21)；D.各主動輪(31)～(36)按同一方向旋轉，加上各導向瓦(41)～(43)的限位作用，帶狀磁芯(61)很快穿越各窗孔(21)～(23)繞成第一圈，接著各導向瓦(41)～(43)退回原始位置；E.帶狀磁芯(61)在送帶輪(71)、(72)牽引下不斷前進，以帶頭(62)為首的帶卷騰空旋轉，不斷增厚，指向卷繞中心的壓力P1～P6使帶狀磁芯(61)卷得很緊，直至塞滿整個窗孔(21)～(23)后才被刀具(74)切斷，完成穿繞過程；F.撤去向心壓力P1～P6，各主動輪(31)～(36)退回原始位置，取下已卷繞滿帶狀磁芯(61)的線圈骨架(1)，它就是制成的包括線圈(51)～(53)和磁芯(6)的成品變壓器。
2.按照權利要求1所述的變壓器帶狀磁芯的穿繞方法，其特征在于所述變壓器的線圈骨架(1)可以擁有多達十二葉的分支，但也可以是單葉的。
3.按照權利要求1所述的變壓器帶狀磁芯的穿繞方法，其特征在于所述帶狀磁芯(61)是硅鋼帶。
4.按照權利要求1所述的變壓器帶狀磁芯的穿繞方法，其特征在于所述各驅動機構是用壓縮空氣驅動的氣缸-活塞桿組件。
5.按照權利要求1所述的變壓器帶狀磁芯的穿繞方法，其特征在于所述方法包括的A～F各步驟，都由專用微計算機借助專門編制的程序控制完成。
6.一種變壓器帶狀磁芯穿繞機，包括床身(91)、機箱(92)、電腦控制柜(93)、帶盤支架(94)、帶盤(95)和穿繞機構(96)；床身(91)容納電動機驅動系統的電路部分和壓縮空氣的電磁分氣系統，穿繞機構(96)置于其上；機箱(92)位于穿繞機構(96)的后方，容納驅動穿繞機構(96)的電動機及其機械傳動系統；電腦控制柜(93)包括微計算機主機、彩色顯示器及UPS(不停電電源)系統，它和帶盤支架(94)及帶盤(95)分別位于床身(91)及其上面穿繞機構(96)的左右兩側；所述變壓器帶狀磁芯穿繞機的特征在于所述穿繞機構(96)包括垂直于床身(91)正面并固定于床身(91)上面的滑道(961)及驅動輪(963)、(964)、(965)和導向瓦塊(966)、(967)、(968)；滑道(961)包括左右兩根L形斷面的軌條，需要穿繞帶狀磁芯(99)的產品骨架(81)放入其間；面對床身(91)的正面看，各驅動輪(963)、(965)和(964)分別位于所述產品骨架(81)的左上、右上和正下方，并且各自借助一個構架連結著氣缸(973)、(975)和(974)的活塞桿；各導向瓦塊(966)、(967)和(968)分別置于各驅動輪(963)、(965)和(964)之間，正上方的瓦塊(966)同樣借助一個構架，而左下方瓦塊(967)和右下方瓦塊(968)則直接連結著氣缸(976)、(977)和(978)的活塞桿，所有各氣缸(973)～(979)均借助氣缸座(971)固定在機箱(92)的結構上；帶狀磁芯(99)在產品骨架(81)上穿繞完成后，各驅動輪及導向瓦塊(963)～(968)在氣缸(973)～(978)牽引下，脫離同帶狀磁芯(99)的接觸并迅速退離產品(8)一段距離，位于所述穿繞機構(96)后方的氣缸(979)以其活塞桿將穿繞了帶狀磁芯(99)的產品(8)沿著滑道(961)向前推出來。
7.按照權利要求6所述的變壓器帶狀磁芯穿繞機，其特征在于所述穿繞機構(96)的上方、在機箱(92)的前面還有帶狀磁芯切斷機構(922)和一對驅動輪(923)、(924)；帶狀磁芯(99)繞經引導輪(921)之后即穿越切斷機構(922)中上下兩刀刃之間的縫隙，從驅動輪(923)、(924)之間穿過，接著向下經過驅動輪(963)表面、經過導向瓦塊(967)表面，又經過輪(964)、瓦塊(968)、輪(965)和瓦塊(966)表面。
全文摘要
變壓器帶狀磁芯穿繞方法，以三葉線圈骨架為例，用6個主動輪31～36和三塊導向瓦41～43圍住線圈骨架1，送帶輪71、72牽引帶狀磁芯61進入線圈骨架1的窗孔21，在繞成第一圈之后，帶卷騰空旋轉，不斷增厚，直至塞滿整個窗孔21～23。專用機床以制造雙葉卷繞硅鋼帶變壓器8為例，包括床身91、電腦控制柜93和穿繞機構96。床身91上固定有滑道961，待繞產品骨架81置于其上的兩根L形斷面軌條之間，由驅動輪963～965和導向瓦塊966～968支承著騰空旋轉，穿繞硅鋼帶99于骨架81的兩個窗孔817和818內，直至塞滿。所述方法及專用機床能完成現有技術無法完成的帶狀磁芯穿繞任務，并且是高質量和高效率的。
文檔編號H01F41/02GK1155743SQ96121258
公開日1997年7月30日 申請日期1996年11月26日 優先權日1996年11月26日
發明者蔣棲瑞 申請人:蔣棲瑞