CN105514759B - 一种风电滑环u型电刷成型装置 - Google Patents

Abstract

一种风电滑环U型电刷成型装置，包括：气缸、精成型模(6)等；限位模(10)为对称的楔形棱柱，固定在工作台(5)上；定位模(11)通过第一气缸(21)伸缩杆的带动将电刷线材(7)固定在限位模(10)的一端，限位模(10)能够穿过粗成型模(12)下方的凹槽，粗成型模(12)通过第二气缸(22)伸缩杆的推动使得电刷线材(7)弯曲；精成型模(6)通过第三气缸(23)、第四气缸(24)伸缩杆的带动将电刷线材(7)的两臂压紧在限位模(10)的对称侧面上，形成两臂平行的U型。本发明通过模具联动冲压成型U型电刷，实现了风电滑环U型电刷的一次成型，性能稳定、效率高、操作简单。

Description

一种风电滑环U型电刷成型装置

技术领域

本发明涉及一种金属线材成型装置。

背景技术

风电滑环是风力发电***中重要的电力传输部件，通常采用电刷-滑环的相对运动接触实现功能，因此电刷的形状尺寸直接影响导电滑环的性能指标。导电滑环电刷结构简单，为圆柱状贵金属线材折弯而成的“П”形，折弯后电刷两臂平行且与水平方向呈90°夹角。

U型电刷是风电滑环中常见的电刷结构，为贵金属线材弯至而成的U形，折弯后装配至滑环电刷组件。由于贵金属线材价格昂贵，现在通常采用人工弯至成型方法，不仅人力成本大，且效率极低。而针对其他材料线材的弯曲一般采用通用弯曲机构和送料机构实现对线材的成型，生产效率很高，但是模具的制作成本较高，而且通用线材折弯机也不适于该贵金属电刷生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种风电滑环U型电刷成型装置，通过模具联动冲压成型U型电刷，实现了风电滑环U型电刷的一次成型，具有性能稳定、效率高、操作简单的特点。

本发明所采用的技术方案是：一种风电滑环U型电刷成型装置，包括：第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸、工作台、精成型模、限位模、定位模、粗成型模；限位模为楔形棱柱，包括宽端、窄端和两个对称的侧面，固定在工作台上；第一气缸、第二气缸上下叠放安装在工作台上，位于限位模的宽端，粗成型模安装在第二气缸的伸缩杆上，定位模安装在第一气缸的伸缩杆上并位于粗成型模下方长方形凹槽内；定位模通过第一气缸伸缩杆的带动将电刷线材固定在限位模的宽端，第一气缸伸缩杆的作用力方向与限位模宽端的平面垂直；限位模穿过粗成型模下方的凹槽，粗成型模通过第二气缸伸缩杆的推动使得电刷线材弯曲；第三气缸、第四气缸分别位于限位模的轴线两侧且对称，两个精成型模分别安装在第三气缸、第四气缸的伸缩杆上，通过第三气缸、第四气缸伸缩杆的共同带动将电刷线材的两臂压紧在限位模的对称侧面上形成两臂平行的U型，第三气缸、第四气缸伸缩杆的作用力方向与限位模的对称侧面垂直。

所述成型装置还包括限位挡块、限位支架，限位支架安装在工作台的侧边，用于对电刷线材一端限位的限位挡块垂直固定在限位支架上，使得电刷线材关于限位模的轴线对称。

所述粗成型模、定位模或精成型模为长方形块状。

所述粗成型模、定位模或精成型模采用尼龙材料。

所述定位模或粗成型模面向限位模的端面与限位模宽端的端面平行。

所述精成型模面向限位模的端面与限位模侧面平行。

所述定位模与粗成型模下方凹槽双侧间距为0.6mm。

所述限位模采用不锈钢材料。

所述第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸分别通过气缸支架固定在工作台上。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明适用于风电滑环U型电刷成型的自动化成型，针对贵金属线材进行冲压弯曲机构设计，按照U型电刷的特点，限位模、定位模、粗成型模、精成型模共同完成U型电刷的一次成型，具有性能稳定、效率高、操作简单的特点。

(2)本发明采用尼龙材质的定位模、粗成型模、精成型模，达到对电刷线材表面质量的保护，实现电刷线材的无伤折弯；采用对称安装的精成型模同步工作的方式，提高电刷臂成型的一致性；采用成型动作的电气化控制方法，提高本装置的成型效率。

(3)本发明结构简单，相比与现有线材折弯机，更适用于风电滑环U型电刷这种采用贵金属线材的产品的成形，能够满足风电滑环U型电刷的大批量生产，降低了生产成本，适用于工程实现。

附图说明

图1本发明装置所生产电刷线材。

图2本发明装置的结构示意图。

图3本发明装置的电刷粗成型示意图。

图4本发明装置的电刷最终成型示意图。

具体实施方式

风电风电滑环U型电刷成形装置所要加工电刷线材如图1所示，由单根金属线材折弯后成为U型，单根金属线材长度一致，折弯后电刷两臂平行且共面，并且长度一致，折弯角均为90°。

如图2所示，一种风电滑环U型电刷成形装置，包括：动力控制部件1，第一气缸21，第二气缸22，第三气缸23，第四气缸24，气缸支架3，电气控制部件4，工作台5，精成型模6，电刷线材7，限位挡块8，限位支架9，限位模10，定位模11，粗成型模12。

动力控制部件1安装在工作台5的左上角，电气控制部件4安装在工作台5的右上角，便于操作人员控制成型装置工作。动力控制部件1、电气控制部件4共同作用于四台气缸，提供气源控制；限位模10为对称的楔形棱柱，从俯视角度看包括宽端、窄端和对称的侧面，固定在工作台5上；第一气缸21、第二气缸22上下叠放安装在工作台5上，位于限位模10楔形棱柱的宽端，粗成型模12安装在第二气缸22的伸缩杆上，定位模11安装在第一气缸21的伸缩杆上并位于粗成型模12下方长方形凹槽内；定位模11通过第一气缸21伸缩杆的带动将电刷线材7固定在限位模10的宽端，第一气缸21伸缩杆的作用力方向与限位模10宽端的平面垂直；限位模10能够穿过粗成型模12下方的凹槽，粗成型模12通过第二气缸22伸缩杆的推动使得电刷线材7弯曲；第三气缸23、第四气缸24分别位于限位模10的轴线两侧且对称，精成型模6分别安装在第三气缸23、第四气缸24的伸缩杆上，通过伸缩杆的带动将电刷线材7的两臂压紧在限位模10楔形棱柱的对称侧面上形成两臂平行的U型，第三气缸23、第四气缸24伸缩杆的作用力方向与限位模10的对称侧面垂直。第一气缸21、第二气缸22、第三气缸23、第四气缸24分别通过气缸支架3固定在工作台5上。限位支架9安装在工作台5的侧边，用于对电刷线材7一端限位的限位挡块8垂直于限位支架9，使得电刷线材7关于限位模10的轴线对称，限位支架9的安装中心与第一气缸21和第二气缸23安装中心重合，限位挡块8为电刷放置提供限位基准。

成型装置模具的设置方式如图2所示，第一气缸21、第二气缸22通过气缸支架3安装在工作台5上且位于对称轴线上，粗成型模12通过紧固件安装在第二气缸22伸缩杆上，粗成型模12为长方形块状，下方有长方形凹槽，定位模11通过紧固件安装在第一气缸21的伸缩杆上，位于粗成型模12下方长方形凹槽内，且两件模具安装后工作端面处于共面，限位模10为对称的楔形棱柱，用螺钉固定于工作台5的对称轴上，从俯视图看，定位模11、粗成型模12与限位模10同轴，两套精成型模6分别位于限位模10的两侧且面向限位模10的端面工作面与限位模10的侧面平行，定位模11、粗成型模12和两套精成型模6分别设置在限位模10三个工作面外侧。定位模11、精成型模6为长方体，中心处开有通孔，用于与气缸的伸缩杆固定。

定位模11、粗成型模12和两套精成型模6分别采用紧固件固定在气缸上，四台气缸分别由电气控制部件4和动力控制部件1共同控制模具进给运动，工作时序依次为定位模11、粗成型模12和精成型模6。电刷线材7放置于定位模11和限位模10中间的工作区域，电刷线材7轴向位置通过限位挡块8控制，电刷线材7径向位置通过限位模10控制；定位模11在气缸作用下直线运动至限位模10，压紧电刷线材7，而后撤掉限位挡块8；粗成型模12在第二气缸22作用下直线运动，穿过定位模11和限位模10，工作至气缸最大行程，而后回程恢复原始状态；双侧精成型模6在第三气缸23和第四气缸24同时作用下弹出，直线运动至限位模10楔形侧面，保持几秒后恢复原始状态；定位模11卸力后恢复原始位置。

定位模11、粗成型模12和精成型模6分别与电刷线材7直接挤压接触，因此采用尼龙材料达到挤压过程的柔性接触，同时可以实现模具进给过程中模具与工作台的摩擦润滑。限位模10要实现电刷线材的准确刚性形变，因此采用不锈钢材料。限位模10、定位模11、粗成型模12和精成型模6的尺寸严格控制，限位模10楔形角度为电刷夹角和线材回弹角的差值，定位模11与粗成型模12双侧间距为0.6mm。本成型装置还包括外部气源和外部电源，外部气源连接至动力控制部件1，外部电源连接至电气控制部件4。

定位模11和粗成型模12分别安装于规格相同气缸，初始位置相同，且安装后，限位模10、定位模11和粗成型模12的对中线位于同一直线；双侧精成型模12安装于规格相同气缸，通过调整气缸座的安装孔位置，使精成型模6的端面与限位模10的侧面平行。

本实施例的工作方式为：电气控制部件4输入电信号，触发动力控制部件1输入气源信号，进而控制第一气缸21、第二气缸22、第三气缸23、第四气缸24按照工作时序推动模具进行冲压回程。电刷线材7放置于限位模10处，通过限位挡块8进行粗定位，定位模11运动至限位模10锁定压紧电刷线材7，而后启动粗成型模12先后通过定位模11和限位模10，暴露于定位模11和限位模10外侧的电刷沿粗成型模12运动方向发生弯折，粗成型模12运动至极限位置后返回原始位置，最终电刷线材7保持的状态如图3所示；精成型模12从两侧推动电刷线材的弯折部位靠近限位模10的楔形侧面，并保持10秒钟，成型装置的工作状态如图4所示；最终定位模11与限位模10分离，取出成型的风电滑环U型电刷。

本实施例的工作原理：本发明是基于贵金属线材具有冷塑性成型的特点和线材弯曲成型的理论，通过合理的冲压成型动作实现风电滑环U型电刷的冷塑性成型，达到电刷成型一致性和批量生产的目的。

本发明的说明书未详细说明部分属于本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种风电滑环U型电刷成型装置，其特征在于，包括：第一气缸(21)、第二气缸(22)、第三气缸(23)、第四气缸(24)、工作台(5)、精成型模(6)、限位模(10)、定位模(11)、粗成型模(12)；限位模(10)为楔形棱柱，包括宽端、窄端和两个对称的侧面，固定在工作台(5)上；第一气缸(21)、第二气缸(22)上下叠放安装在工作台(5)上，位于限位模(10)的宽端，粗成型模(12)安装在第二气缸(22)的伸缩杆上，定位模(11)安装在第一气缸(21)的伸缩杆上并位于粗成型模(12)下方长方形凹槽内；定位模(11)通过第一气缸(21)伸缩杆的带动将电刷线材(7)固定在限位模(10)的宽端，第一气缸(21)伸缩杆的作用力方向与限位模(10)宽端的平面垂直；限位模(10)穿过粗成型模(12)下方的凹槽，粗成型模(12)通过第二气缸(22)伸缩杆的推动使得电刷线材(7)弯曲；第三气缸(23)、第四气缸(24)分别位于限位模(10)的轴线两侧且对称，两个精成型模(6)分别安装在第三气缸(23)、第四气缸(24)的伸缩杆上，通过第三气缸(23)、第四气缸(24)伸缩杆的共同带动将电刷线材(7)的两臂压紧在限位模(10)的对称侧面上形成两臂平行的U型，第三气缸(23)、第四气缸(24)伸缩杆的作用力方向与限位模(10)的对称侧面垂直。

2.根据权利要求1所述的一种风电滑环U型电刷成型装置，其特征在于：所述成型装置还包括限位挡块(8)、限位支架(9)，限位支架(9)安装在工作台(5)的侧边，用于对电刷线材(7)一端限位的限位挡块(8)垂直固定在限位支架(9)上，使得电刷线材(7)关于限位模(10)的轴线对称。

3.根据权利要求1或2所述的一种风电滑环U型电刷成型装置，其特征在于：所述粗成型模(12)、定位模(11)或精成型模(6)为长方形块状。

4.根据权利要求3所述的一种风电滑环U型电刷成型装置，其特征在于：所述粗成型模(12)、定位模(11)或精成型模(6)采用尼龙材料。

5.根据权利要求4所述的一种风电滑环U型电刷成型装置，其特征在于：所述定位模(11)或粗成型模(12)面向限位模(10)的端面与限位模(10)宽端的端面平行。

6.根据权利要求1或2所述的一种风电滑环U型电刷成型装置，其特征在于：所述精成型模(6)面向限位模(10)的端面与限位模(10)侧面平行。

7.根据权利要求1或2所述的一种风电滑环U型电刷成型装置，其特征在于：所述定位模(11)与粗成型模(12)下方凹槽双侧间距为0.6mm。

8.根据权利要求1或2所述的一种风电滑环U型电刷成型装置，其特征在于：所述限位模(10)采用不锈钢材料。

9.根据权利要求1或2所述的一种风电滑环U型电刷成型装置，其特征在于：所述第一气缸(21)、第二气缸(22)、第三气缸(23)、第四气缸(24)分别通过气缸支架(3)固定在工作台(5)上。