CN114157108A - 交流牵引电机定子线圈的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及牵引电机零部件制造技术领域，具体为交流牵引电机定子线圈的制作方法，通过“先包带后涨形”的方法实现定子线圈的全机器包扎功能，减少了定子线圈的制作工序步骤及线圈的转运次数，解决了定子线圈两端鼻部无法进行机器包扎的问题。定子线圈的制作具体包括如下步骤：将电磁线绕制成圆形线圈‑引线去绝缘‑圆形线圈绝缘包扎‑圆形线圈拉形‑拉形后线圈涨形‑成品线圈交出。

Description

交流牵引电机定子线圈的制作方法

技术领域

本发明涉及交流牵引电机定子线圈的制作方法，属于牵引电机零部件制造技术领域。

背景技术

交流牵引电机作为高速动车组、机车、城轨等轨道车辆的动力，因具有结构简单坚固、运行可靠、功率大、转速高等优点而得到了日益广泛的应用。在交流牵引电机中，定子线圈是其动力的核心组成部分，随着当前牵引电机产能的增加，定子线圈生产制作的压力进一步增大，尤其是工作强度大的瓶颈工序——绝缘包扎工序，面临着极大的生产压力。

现有技术中的定子线圈制作工艺过程为：绕梭形线 →包保护带→引线去绝缘→梭形线涨形 → 浸水检测→ 线圈直线段及部分斜边绝缘包扎（人工辅助设备包扎） → 其余非机包部分手工包扎（包括线圈两端鼻部和引线头部分）→成品线圈交出。现有的定子线圈制作过程的线形变化如图1所示的梭形线在经过涨形后变为图2所示的形状。经过涨形后的定子线圈通过自动包带机进行机包的部分为：图2中的a1至a2处和b1至b2处。由上可知，现有技术中的定子线圈制作存在如下问题：

1、经过涨形后的定子线圈中只有直线边及一部分斜边可进行机包，线圈两端鼻部和引线头部分需要人工进行手工包扎，定子线圈的绝缘包扎工序无法实现全机器包扎，增大了人工成本。

2、现有技术的定子线圈制作过程中，线圈转运次数多，容易造成线圈磕伤碰伤。

3、现有技术中定子线圈制作工艺流程复杂，制作工序划分过细，自动化程度低，制作成本高。

发明内容

本发明提供的交流牵引电机定子线圈的制作方法，减少了定子线圈的制作工序步骤及线圈的转运次数，解决了定子线圈两端鼻部无法进行机器包扎的问题，可实现定子线圈全机器包扎。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：交流牵引电机定子线圈的制作方法，先对定子线圈进行绝缘包扎，再对绝缘包扎后的定子线圈进行涨形操作，通过“先包带后涨形”的方法实现定子线圈的全机器包扎功能。

优选的，定子线圈的制作具体包括如下步骤：

S1：将电磁线绕制成圆形线圈；

S2：引线去绝缘；

S3：圆形线圈绝缘包扎；

S4：圆形线圈拉形；

S5：拉形后线圈涨形；

S6：成品线圈交出。

优选的，将电磁线绕制成圆形线圈，具体是指：在圆筒形线圈的绕线机上将电磁线绕制成圆形线圈，且根据所需成型线圈的总长来调整绕线工装的直径以制作相应大小的圆形线圈。

优选的，将电磁线绕制成圆形线圈，具体是指：在梭形绕线机上使用两个半圆形绕线模芯工装，所述绕线模芯工装的模芯直径根据不同型号的成型线圈的总长设置。

优选的，圆形线圈绝缘包扎，具体包括如下步骤：以两引线头的径向中心线L为界，通过逆时针包扎方式进行多层全机器包扎操作，每一层包带的起头位置和收尾位置分别呈梯度搭接。

优选的，圆形线圈绝缘包扎，具体包括如下步骤：由人工进行包带的起头工作，再将圆形线圈固定不动，利用包带机的包带头围绕圆形线圈移动以实现线圈的全机器包扎操作，再由人工进行包带的收尾工作。

优选的，所述圆形线圈绝缘包扎，具体包括如下步骤：由机器人自动点胶方式进行包带的起头工作，再将圆形线圈固定不动，利用包带机的包带头围绕圆形线圈移动以实现线圈的全机器包扎操作，再由机器人自动点胶和自动剪断绝缘包带进行包带的收尾工作。

优选的，圆形线圈拉形，具体是指使用拉伸机将圆形线圈拉升为类六边形线圈；所述类六边形线圈包括对称位于两引线头的径向中心线L两侧且平行于径向中心线L的两根中直线，两根中直线的两侧分别包括对称的侧斜线组一和侧斜线组二，侧斜线组一和侧斜线组二分别包括两根侧斜线。

优选的，在类六边形线圈内侧设置与线圈接触的圆柱轮一和圆柱轮二；圆柱轮一位于中直线与侧斜线的拐角R1处，且圆柱轮一的半径与中直线和侧斜线的拐角R1处的拐角弧线的半径相同；圆柱轮二位于组成侧斜线组的两根侧斜线的拐角R2处，且圆柱轮二的半径与组成侧斜线组的两根侧斜线的拐角R2处的拐角弧线的半径相同。

优选的，在中直线处设置校直装置，校直装置包括位于中直线内外两侧的若干圆柱轮三。

发明的有益效果是：

1、本发明通过“先包带后涨形”的方法制作定子线圈，可减少定子线圈的制作工序步骤及线圈的转运次数，解决了定子线圈两端鼻部无法进行机器包扎的问题，减少人工成本，防止线圈损伤，实现定子线圈全机器包扎，增强自动化程度。

2、本发明在线圈涨形过程中设计了圆柱轮一、圆柱轮二和圆柱轮三，以减少线圈在涨形过程中的二次变形，保证线圈的绝缘性能。

附图说明

图1为背景技术中梭形线的结构示意图。

图2为背景技术中梭形线涨形后的结构示意图。

图3为本发明的实施例中圆形线圈的结构示意图。

图4为圆形线圈绝缘包扎的示意图。

图5为圆形线圈拉形后的类六边形结构示意图。

图6为涨形后的成品线圈的结构示意图。

附图标记包括：鼻部1、引线2、中直线3、侧斜线4、圆柱轮一5、圆柱轮二6、圆柱轮三7。

具体实施方式

实施例一

如附图1-6对所示，交流牵引电机定子线圈的制作方法，具体包括如下步骤：

S1：将电磁线绕制成圆形线圈；在梭形绕线机上使用圆形绕线模芯工装，圆形绕线模芯工装的模芯直径根据不同型号的成型线圈的总长设置，具体为，根据具体工况下不同型号的成形线圈的总长，类推出相应的圆形线圈的绕线直径，即绕线模芯直径，再使用所对应的绕线模型工装将电磁线绕制成圆形线圈。为了降低绕线模芯的制作费用，本领域技术人员可将绕线模芯工装设计成直径可调节的通用型工装。电磁线绕之后的圆形线圈如图3所示。

S2：引线去绝缘；

S3：圆形线圈绝缘包扎；先由人工在工作台上调整绝缘包带的引线头位置并包扎引线头，再由人工在机器上进行绝缘包带的起头工作，进而再由机器对圆形线圈进行全机器绝缘包带包扎后由人工进行绝缘包带的收尾工作。

在机器对圆形线圈进行全机器绝缘包带包扎的过程中，先将圆形线圈固定不动，再利用包带机的包带头围绕圆形线圈移动实现线圈的全机器包扎操作，具体为以两引线头的径向中心线L为界，通过逆时针包扎方式进行多层全机器包扎操作，每一层包带的起头位置和收尾位置分别呈梯度搭接。如图4所示，以径向中心线L为界，从A点线出发进行逆时针连续机器包扎，A点线为第一层绝缘包带的起头位置，B点线为第一层绝缘包带的收尾位置；B点线为第二层绝缘包带的起头位置，C点线为第二层绝缘包带的收尾位置；C点线为第三层绝缘包带的起头位置，D点线为第三层绝缘包带的收尾位置；D点线为第三层绝缘包带的起头位置，E点线为第三层绝缘包带的收尾位置...以此类推对圆形线圈进行多层绝缘包扎，每层绝缘包带的收尾位置呈梯度搭接。

S4：圆形线圈拉形；使用拉伸机将圆形线圈拉伸为类六边形线圈。类六边形线圈如图5所示，包括对称位于两引线头的径向中心线L两侧且平行于径向中心线L的两根中直线3，两根中直线3的两侧分别包括对称的侧斜线组一和侧斜线组二，侧斜线组一位于图5中中直线线的左侧，侧斜线组二位于图5中中直线线的右侧，侧斜线组一和侧斜线组二分别包括两根侧斜线4。中直线3与侧斜线4的拐角R1处包括拐角弧线，拉形后的类六边形线圈一共包括4个拐角R1，即包括4条位于R1处的拐角弧线；侧斜线组一和侧斜线组二中各自的两根侧斜线4的拐角R2处包括拐角弧线，拉形后的类六边形线圈一共包括2个拐角R2，即包括2条位于R2处的拐角弧线；拐角R2处为定子线圈的鼻部。

在类六边形线圈内侧设置与线圈接触的圆柱轮一5和圆柱轮二6；圆柱轮一5位于中直线3与侧斜线4的拐角R1处，且圆柱轮一5的半径与中直线3和侧斜线4的拐角R1处的拐角弧线的半径相同；圆柱轮二6位于组成侧斜线组的两根侧斜线4的拐角R2处，且圆柱轮二6的半径与组成侧斜线组的两根侧斜线4的拐角R2处的拐角弧线的半径相同。本实施例中一共包括4个圆柱轮一5和2个圆柱轮二6，通过圆柱轮一5和圆柱轮二6减少线圈在涨形过程中的二次变形，避免由于二次变形影响线圈的绝缘性能。

如图5所示，在中直线3处还设置有校直装置，校直装置包括位于中直线3内外两侧的若干圆柱轮三7，具体为在两根中直线3的内外两侧各设置1组圆柱轮三7，每组圆柱轮三7各包括位于中直线3内外两侧的三个圆柱轮三7，通过圆柱轮7对线圈进行校直。

S5：拉形后线圈涨形；本工序通过设计新的涨形数控程序，尽量减少涨形过程线圈拉开的动作，在类六边形线圈结构的基础上，经过小量的拉伸后进行线圈鼻部扭转和侧斜边顶弧操作，可避免线圈反复变形，从而降低线圈绝缘损坏的可能性，保证线圈的绝缘性能。涨形后的线圈如图6所示。

S6：成品线圈交出。

本实施例中先对定子线圈进行绝缘包扎后，再对绝缘包扎后的定子线圈进行涨形操作，此种“先包带后涨形”方法与现有技术中定子线圈先涨形后包扎的方式相比，可减少定子线圈的制作工序步骤及线圈的转运次数，可解决定子线圈两端鼻部无法进行机器包扎的问题，人工成本低，线圈损伤小，自动化程度高，实现了定子线圈的全机器包扎。

值得注意的是，本发明适用于交流牵引电机定子线圈的制作，但不局限用于交流牵引电机定子线圈的制作，本方案中的定子线圈制作方法可根据本领域技术人员的实际工况需求适用于其他交流电机中。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，在步骤S1：将电磁线绕制成圆形线圈时，绕线工作是在圆筒形线圈的绕线机上进行的，且根据所需成型线圈的总长大小来调整绕线工装的直径以制作相应大小的圆形线圈。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于，在步骤S3：圆形线圈的绝缘包扎中，先由人工在工作台上调整绝缘包带的引线头位置并包扎引线头，再由机器人自动点胶的方式在机器上进行绝缘包带的起头工作，进而再由机器对圆形线圈进行全机器绝缘包带包扎后由机器人自动点胶和自动剪断绝缘带的方式进行绝缘包带的收尾工作。机器人自动点胶具体为：通过机器人模拟人的手指牵引绝缘包带，在绝缘包带上沾取液体胶后，再将绝缘包带固定在圆形线圈上。机器人自动剪断绝缘包带具体为：通过机器人在绝缘包带处点胶并将包带固定在线圈上后，通过机器人末端执行器的剪切工具将绝缘包带切断。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明内容的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.交流牵引电机定子线圈的制作方法，其特征在于，先对定子线圈进行绝缘包扎，再对绝缘包扎后的定子线圈进行涨形操作，通过“先包带后涨形”的方法实现定子线圈的全机器包扎功能。

2.根据权利要求1所述的交流牵引电机定子线圈的制作方法，其特征在于，所述定子线圈的制作具体包括如下步骤：

S1：将电磁线绕制成圆形线圈；

S2：引线去绝缘；

S3：圆形线圈绝缘包扎；

S4：圆形线圈拉形；

S5：拉形后线圈涨形；

S6：成品线圈交出。

3.根据权利要求2所述的交流牵引电机定子线圈的制作方法，其特征在于，所述将电磁线绕制成圆形线圈，具体是指：在圆筒形线圈的绕线机上将电磁线绕制成圆形线圈，且根据所需成型线圈的总长来调整绕线工装的直径以制作相应大小的圆形线圈。

4.根据权利要求2所述的交流牵引电机定子线圈的制作方法，其特征在于，所述将电磁线绕制成圆形线圈，具体是指：在梭形绕线机上使用两个半圆形绕线模芯工装，所述绕线模芯工装的模芯直径根据不同型号的成型线圈的总长设置。

5.根据权利要求3或4所述的交流牵引电机定子线圈的制作方法，其特征在于，所述圆形线圈绝缘包扎，具体包括如下步骤：以两引线头的径向中心线L为界，通过逆时针包扎方式进行多层全机器包扎操作，每一层包带的起头位置和收尾位置分别呈梯度搭接。

6.根据权利要求5所述的交流牵引电机定子线圈的制作方法，其特征在于，所述圆形线圈绝缘包扎，具体包括如下步骤：由人工进行包带的起头工作，再将圆形线圈固定不动，利用包带机的包带头围绕圆形线圈移动以实现线圈的全机器包扎操作，再由人工进行包带的收尾工作。

7.根据权利要求5所述的交流牵引电机定子线圈的制作方法，其特征在于，所述圆形线圈绝缘包扎，具体包括如下步骤：由机器人自动点胶方式进行包带的起头工作，再将圆形线圈固定不动，利用包带机的包带头围绕圆形线圈移动以实现线圈的全机器包扎操作，再由机器人自动点胶和自动剪断绝缘包带进行包带的收尾工作。

8.根据权利要求7所述的交流牵引电机定子线圈的制作方法，其特征在于，所述圆形线圈拉形，具体是指使用拉伸机将圆形线圈拉伸为类六边形线圈；所述类六边形线圈包括对称位于两引线头的径向中心线L两侧且平行于径向中心线L的两根中直线（3），两根中直线（3）的两侧分别包括对称的侧斜线组一和侧斜线组二，侧斜线组一和侧斜线组二分别包括两根侧斜线（4）。

9.根据权利要求8所述的交流牵引电机定子线圈的制作方法，其特征在于，在类六边形线圈内侧设置与线圈接触的圆柱轮一（5）和圆柱轮二（6）；所述圆柱轮一（5）位于中直线（3）与侧斜线（4）的拐角R1处，且圆柱轮一（5）的半径与中直线（3）和侧斜线（4）的拐角R1处的拐角弧线的半径相同；所述圆柱轮二（6）位于组成侧斜线组的两根侧斜线（4）的拐角R2处，且圆柱轮二（6）的半径与组成侧斜线组的两根侧斜线（4）的拐角R2处的拐角弧线的半径相同。

10.根据权利要求9所述的交流牵引电机定子线圈的制作方法，其特征在于，在中直线（3）处设置校直装置，所述校直装置包括位于中直线（3）内外两侧的若干圆柱轮三（7）。

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