某線圈平繞機的總體布局設(shè)計案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u29181某線圈平繞機的總體布局設(shè)計案例概述 199161.1線圈平繞機的基本構(gòu)造 137831.2線圈平繞機的工作原理 114721.3線圈平繞機設(shè)計方案比較 235141.4線圈平繞機參數(shù) 5在科技迭代速度越來越快的當今社會，平行繞線機也快速發(fā)展起來，本文所設(shè)計的平行繞線機為大直徑平行繞線機。1.1線圈平繞機的基本構(gòu)造卷取機主要由三部分組成：卷取機構(gòu)、排送絲機構(gòu)和張緊機構(gòu)。卷繞機構(gòu)主要由交流電機、減速器、主軸和頂升裝置組成。排線送絲機構(gòu)由步進電機、滾珠絲杠、導(dǎo)光桿、排線工作臺等組成；張緊機構(gòu)由壓縮彈簧、摩擦片、摩擦片、張緊片、壓縮片組成。三個機構(gòu)配合完成骨架纏繞工作。除此之外，像本次設(shè)計的大直徑線圈平繞機還有一些輔助機構(gòu)組成，如輔助上下料的機構(gòu)等。1.2線圈平繞機的工作原理在繞線機開始工作之前，我們需要將卷繞導(dǎo)線穿過張緊機構(gòu)的張緊盤與壓緊盤，從而達到預(yù)緊的目的，隨后將卷繞導(dǎo)線穿過排線進給機構(gòu)滾珠絲杠副工作臺上的排線器，通過導(dǎo)向輪與托線輪并根據(jù)繞線所需將卷繞導(dǎo)線卷繞在骨架上。卷繞導(dǎo)線是通過對張緊的機構(gòu),保證了卷繞導(dǎo)線具備一定的張緊能力,在進行繞線時的整個過程中對于整齊緊密的繞線和排線都有了保障。如圖1.1平行繞線機機械結(jié)構(gòu)原理圖所示，繞線機構(gòu)中，交流電動機通過同步帶輪減速，并帶動主軸轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)平行繞線機的繞線功能。通過轉(zhuǎn)動手輪使頂柱裝置軸向移動，從而實現(xiàn)對骨架的裝卸工作。骨架由脹緊裝置固定在主軸上，頂柱在手輪轉(zhuǎn)動滾珠絲杠的作用下，頂柱端部的錐面與內(nèi)部為錐形的襯套擠壓產(chǎn)生脹緊力，從而使骨架與主軸同步轉(zhuǎn)動。排線進給機構(gòu)中，排線工作臺是在滾珠絲杠正反轉(zhuǎn)的帶動下進行排線運動的。步進電動機正反向旋轉(zhuǎn)運動是由一個安裝在激光桿上的紅外接收管來進行控制的,接受管本身就是一個紅外傳感器,接收到激光桿和發(fā)射管上的紅外光,反饋信息給控制器,控制器將脈沖信號向步進電機和驅(qū)動器發(fā)送,然后進行細分處理,并通過控制步進電機改變電機旋轉(zhuǎn)的方向,從而實現(xiàn)逐層繞線和排線。圖1.1平行繞線機機械結(jié)構(gòu)原理圖1.3線圈平繞機設(shè)計方案比較在設(shè)計平行繞線機的過程中，張緊力的產(chǎn)生和骨架部分的支撐有較多的方案，通過比較不同方案的優(yōu)缺點，選擇更合適的方案完成平行繞線機的設(shè)計。1.3.1張緊力產(chǎn)生方案比較通過查閱相關(guān)資料，了解到常用的張緊力產(chǎn)生的方式有如下三種方式：第一種是采用自由放線方式，機構(gòu)采用的是機械張力機構(gòu)，使用該張力控制機構(gòu)（彈簧和杠桿）來實現(xiàn)恒定張力控制[7]，如圖1.2所示，繞組線圈固定在支撐板上，由彈簧和杠桿相互配合來調(diào)節(jié)繞線的張力。毛氈對繞線的張緊力大小起著決定性的作用，改變毛氈松緊程度即可改變繞線的張緊力。隨著繞線張力的變化，杠桿圍繞支點旋轉(zhuǎn)，漆包線旋轉(zhuǎn)可自動拉伸，確保卷繞張力適當。圖1.2張力產(chǎn)生機構(gòu)（彈簧和杠桿）第二種是通過將重力與所需的張力相配來產(chǎn)生張力的裝置。結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.3所示。開始纏繞時，首先要卸下線圈上相應(yīng)的軸向張緊螺釘，然后將兩個端板緊密連接到兩個線圈盤的外部。將端板和皮帶輪固定在一起，然后將卷軸的中心孔插入卷軸的懸掛軸中，并將軸的端部固定在防墜螺母上，然后將切下的V型皮帶放入開槽端板的孔，V皮帶的一端固定在金屬絲架上，另一側(cè)的懸架用配重固定。在纏繞過程中，鋼絲卷軸旋轉(zhuǎn)，三角皮帶在鋼絲卷軸上施加摩擦力以形成金屬絲的拉力，可以通過設(shè)置配重的數(shù)量來控制作用力的大小。張力是由三角皮帶和皮帶輪之間的摩擦產(chǎn)生的。摩擦與皮帶的強度密切相關(guān)，而且配重塊也不可能想加多少就加多少，所以這個裝置能調(diào)節(jié)張緊力大小的能力比較有限。就本次設(shè)計的平行繞線機是采用0.2mm的線材，這個方案可能無法提供本次設(shè)計足夠大的張緊力，所以這個方案直接舍去。圖1.3重力塊張緊力裝置第三種方案是通過摩擦片和摩擦片之間的摩擦產(chǎn)生張力，繞線通過兩個壓緊輪之間被壓緊，其中一個壓緊輪可通過螺母調(diào)節(jié)與另一壓緊輪之間的距離，另一個壓緊輪通過軸與上下摩擦盤相連，下摩擦盤固定，上摩擦片轉(zhuǎn)動并與摩擦片摩擦產(chǎn)生摩擦。摩擦片與摩擦片之間的摩擦力通過下摩擦片下方彈簧的變形來調(diào)節(jié)。以上三種設(shè)計方案，第一種和第三種設(shè)計方案是符合本次設(shè)計要求的。通過對比并對實際生產(chǎn)環(huán)境考慮，第三種設(shè)計方案設(shè)計簡單，操作方便，可以產(chǎn)生設(shè)計所需的張緊力大小，并且工作十分穩(wěn)定，最終本次設(shè)計張緊裝置選擇第三種設(shè)計方案。1.3.2骨架部分支撐方案比較本次設(shè)計中，對骨架部分支撐的結(jié)構(gòu)需要從多個方面進行考慮：首先是考慮骨架的裝卸要求方便快捷，且操作簡單；然后要考慮骨架部分的支撐結(jié)構(gòu)強度要高，因為支撐軸根部會承受比較大的彎矩，如果強度不夠，會有斷裂的風(fēng)險；其次還要考慮支撐機構(gòu)的制造成本和整體設(shè)計的質(zhì)量，盡量在符合工作要求的情況下減輕質(zhì)量和控制成本。如圖1.4和圖1.5所示，如果采用完全伸入卷芯的這種設(shè)計方案，就違背了我們設(shè)計之處的考慮，其裝卸會比較麻煩，完全穿過骨架芯部，支撐軸會設(shè)計的比較長，其根部所受彎矩力會比較大，會有斷裂的風(fēng)險，或是增加支撐軸直徑大小，在整體設(shè)計質(zhì)量和造價成本上又會增加，并且對支撐軸的制造精度和裝配精度也會是不太好控制的，無形之中就會增加難度和成本。如果采用部分伸入卷芯的設(shè)計方案，就會避免了以上方案會遇到的這些問題。所以綜上所述，選擇部分伸入卷芯的設(shè)計方案會更適合本次設(shè)計的要求。圖1.4完全伸入卷芯圖1.5