周國棟，張墩利

（湖南廣播電視大學(xué)機(jī)電工程系，湖南長沙 410004）

全氣動線圈整形機(jī)設(shè)計(jì)

周國棟，張墩利

（湖南廣播電視大學(xué)機(jī)電工程系，湖南長沙 410004）

設(shè)計(jì)了一種電機(jī)線圈整形機(jī)，采用全氣動控制結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的工序步驟和工藝要求。并且系統(tǒng)控制參數(shù)如壓力、速度、工作時(shí)間和工作行程都可調(diào)節(jié)。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、通用性強(qiáng)，在實(shí)際生產(chǎn)中取得了良好效果。

電機(jī)；線圈整形；全氣動；氣液增壓

0 引言

線圈整形是電機(jī)制造過程中一道重要工序，其作用是對線圈進(jìn)行軸向壓緊整形，從而提高線圈的緊密性和抗短路變形能力，減小線圈的載流導(dǎo)線在工頻交變磁場中的振動，并保證線圈的軸向尺寸達(dá)到設(shè)計(jì)和工藝要求。線圈整形工藝流程并不繁瑣，是典型的順序控制邏輯，使用電液或電氣控制反而會使設(shè)備復(fù)雜化，開發(fā)成本高，不易維護(hù)[1-4]。經(jīng)研究設(shè)計(jì)了一種全氣動控制的線圈整形機(jī)，滿足生產(chǎn)要求，具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、可靠性和安全性高等優(yōu)點(diǎn)。

1 線圈整形機(jī)整體結(jié)構(gòu)及動作過程

圖1 線圈整形機(jī)整體結(jié)構(gòu)

該設(shè)備主要由安全門、出力缸到位擋塊、出力缸、整形模具、氣液增壓缸、下壓固定機(jī)構(gòu)等部件組成，如圖1所示。

其動作過程為：設(shè)備運(yùn)行→所有機(jī)構(gòu)退回、安全門打開→工人將工件(電機(jī))放入整形模具中并手動關(guān)好安全門→安全門插銷頂出并鎖死→下壓機(jī)構(gòu)下降將工件固定→氣液增壓缸工作→推動出力缸前進(jìn)→帶動整形模具頂針伸出到位→保壓→出力缸退回→下壓機(jī)構(gòu)退回→安全門插銷退出→安全門打開。

2 氣動系統(tǒng)組成

如圖2所示，該設(shè)備氣動系統(tǒng)主要由4個(gè)部分組成，分別是安全門開關(guān)控制部分、下壓機(jī)構(gòu)控制部分、出力缸控制部分和安全門鎖死控制部分。各個(gè)部分之間的邏輯關(guān)系通過氣控?fù)Q向閥、氣動延時(shí)閥以及單向閥的組合進(jìn)行約束。出力缸采用氣液增壓缸將壓力增大16倍后驅(qū)動，整形模具頂針輸出壓力可以調(diào)節(jié)在4 000 kg～5 000 kg之間。通過調(diào)節(jié)各部分節(jié)流閥開度，可以改變各工序時(shí)間，工作節(jié)拍一般可以控制在20秒以內(nèi)。

圖2 氣動原理圖

3 氣動工作原理

3.1 初始復(fù)位過程

兩位三通機(jī)控閥22由安全門關(guān)閉到位機(jī)械信號控制，設(shè)備啟動后，閥22處于截止位，氣流從氣源件23出來分別到達(dá)閥15和16，此時(shí)由于這兩個(gè)方向閥的氣控信號無效而工作于右位，從而推動下壓缸10和出力缸12退回。同理，從閥25出來的氣壓，一路經(jīng)閥21和2推動氣缸5伸出，將安全門打開，另一路則經(jīng)延時(shí)閥1延時(shí)后到達(dá)閥2的氣控端，推動閥2換位，氣缸5退回，等待再次打開安全門，初始復(fù)位過程完成。

3.2 工作過程

工作過程開始，工人將工件放入整形模具，關(guān)上安全門，閥22接通，氣壓分四路分別控制，一路控制閥25關(guān)閉，為工作完成后再次打開安全門做準(zhǔn)備；一路經(jīng)閥20到達(dá)針形氣缸19將安全門鎖住，以確保安全；第三路經(jīng)閥17到達(dá)15和16的氣控端，推動其換位，下壓缸和出力缸開始按預(yù)定速度前進(jìn)；第四路達(dá)到延時(shí)閥7，延時(shí)時(shí)間設(shè)定為工作氣缸前進(jìn)和保壓的時(shí)間，閥7接通后，分別控制閥17和閥20換位，工作氣缸開始退回，安全門插銷復(fù)位。之后，閥6繼續(xù)延時(shí)，等工作氣缸完全退回后，氣壓經(jīng)單向閥18推動安全門打開，工作過程結(jié)束。

4 結(jié)語

全氣動線圈整形機(jī)的設(shè)計(jì)采用氣控方向閥、氣控延時(shí)閥以及單向閥的合理組合，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)典型的順序控制邏輯，對氣動自動化設(shè)備的設(shè)計(jì)和改造具有一定的參考價(jià)值。同時(shí)，設(shè)計(jì)方案考慮了工藝參數(shù)的可調(diào)節(jié)性，通過改變下壓機(jī)構(gòu)尺寸、擋塊位置、節(jié)流閥開度和溢流閥壓力就可以實(shí)現(xiàn)不同型號電機(jī)的工藝要求，具有較好的通用性。

［1］張世亮.液壓與氣動傳動［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［2］劉勇軍，胡瑞玲.全氣動自動步進(jìn)送料器回路設(shè)計(jì)［J］.液壓與氣動，2011（10）：38-39.

［3］楊海榮.全氣動摩擦力可調(diào)粗糙打磨臺設(shè)計(jì)［J］.液壓與氣動，2010（8）：17-18.

［4］胡素云.汽車起動鎖動鐵芯頂桿專用壓鉚設(shè)備氣動系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.液壓與氣動，2012，（2）：56-58.

Design of Motor Coil Shaping Machine with Full Pneumatic Control

ZHOU Guo-dong，ZHANG Dun-li
（Mechanical and Electrical Engineering Department，Hunan Radio and TV University，Changsha410004，China）

A motor coil shaping machine is designed with full pneumatic control，which fulfills the process steps and requirements.The system control parameters such as Pressure，speed，duty cycle and working distance can be adjusted.The machine is simple，reliable and universal which has good performance in the actual production.

motor；coil shape；pneumatic；liquid booster

TH122

A

1009－9492(2014)07－0096－02

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.07.028

周國棟，男，1979年生，湖南湘陰人。碩士，講師。研究領(lǐng)域：機(jī)電一體化技術(shù)。

(編輯：向 飛)

2013－12－24