全气动线圈整形机设计.pdf

与开发 DOI 1 0 ． 3 9 6 9／ j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 4 ． 0 7 ． 0 2 8 全气动线圈整形机设计 周 国栋 ，张墩利 湖南广播电视大学机电工程系， 湖南长沙4 1 0 0 0 4 摘要设计了一种电机线圈整形机，采用全气动控制结构，实现了预定的工序步骤和工艺要求。并且系统控制参数如压力、速 度 、 工作时间和工作行程都可调节。该设备结构简单、动作可靠 、通用性强，在实际生产中取得了良好效果。 关键词电机；线圈整形；全气动；气液增压 中图分类号 T H1 2 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 99 4 9 2 2 0 1 40 70 0 9 6 0 2 De s i g n o f M o t o r Co i l S h a p i n g M a c h i n e wi t h F u l l Pn e u ma t i c Co n t r o l ZH0U Gu o do n g． ZHANG Du n 一1 i Me c h a n i c a l a n d E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g D e p a r t me n t ，H u n a n Ra d i o a n d T V U n i v e r s i t y ，C h a n g s h a 4 1 0 0 0 4 ，C h i n a Abs t r a c t A mo t o r c o i l s h a p i n g ma c h i n e i s d e s i g n e d wi t h f u l l p n e u ma t i c c o n t r o l ， wh i c h f u L fi l l s t h e p r o c e s s s t e p s a n d r e q u i r e me n t s ． Th e s y s t e m c o n t r o l p a r a me t e r s s u c h a s P r e s s u r e ，s p e e d ，d u t y c y c l e a n d w o r k i n g d i s t a n c e c a n b e a d j u s t e d ． T h e ma c h i n e i s s i mp l e ，r e l i a b l e a n d u n i v e rsa l wh i c h h a s g o o d p e r f o r ma n c e i n t h e a c t u a l p r o du c t i o n ． Ke y wo r ds mo t o r ；c o i l s h a p e；pn e u ma t i c；l i q u i d b o o s t e r 0引言 线 圈整形 是 电机制造过程 中一道重要 工序 ， 其作用是对线圈进行轴向压紧整形，从而提高线 圈的紧密性和抗短路变形 能力 ，减小线 圈的载流导 线在工频交变磁场 中的振 动 ，并保证线 圈的轴 向尺 寸达到设计和工艺要求 。 线圈整形工艺 流程并不繁 琐，是典型的顺序控制逻 辑 ，使用电液 或电气控制 反而会使设备 复杂化 ，开 发成 本 高 ，不 易维护 n 1 。 经研究设计了一种全气动 控制 的线圈整形机 ，满足 生产要求 ，具有结 构简 单、维护方便、可靠性和 安全性高等优点。 收稿 日期 2 0 1 3 1 22 4 1 线圈整形机整体 结构及动作过程 该设备主要 由安全 门、出力缸到位挡块 、出 力缸 、整形模具 、气液增压缸 、下压固定机构等 a 主视 图 b 俯视 图 1 ． 安全门2 ． 限位顶针3 ． 整形模具4 ． 出力缸5 ． 气液增压缸6 ． 工件 电机 7 ． 下压机构 图1 线圈整形机整体结构 周国拣 等 全 气动线圈整形机设计 研 与 部件组成，如图1 所示。 其动作过程为设备运行一所有机构退回、 安全门打开一工人将工件 电机1 放人整形模具 中并 手动关好安全 门一安全 门插销顶 出并锁死一下压 机构下降将工件 固定一气液增压缸工作一 推动 出 力缸前进一带动整形模具顶针伸出到位一保压一 出力缸退回 下压机构退 回一安全 门插销退出一 安全门打开。 2气动 系统组成 如图2 所示 ，该设备气动系统主要由4 个部分 组成 ，分别是安全 门开关控制部分 、下压机构控 制 部分 、出力 缸控制 部分 和安全 门锁死 控制部 分 。各个部分之 间的逻辑关 系通过 气控换 向阀、 气动延时 阀以及单 向阀的组合进行约束 。出力缸 采用气液增压缸将压力增大 l 6 倍后驱动 ，整形模 具顶针输 出压力可 以调节在 4 0 0 0 k g ～5 0 0 0 k g 之 间。通过调节各部分节流阀开度，可以改变各工 序时间 ，工作节拍一般可以控制在2 0 秒以内。 推动下压缸 1 0和出力缸 1 2 退 回。同理 ，从 阀 2 5 出来的气压，一路经阀2 l 和2 推动气缸5 伸出， 将安全门打开，另一路则经延时阀1 延时后到达 阀2的气控端 ，推动阀2 换位 ，气缸 5 退 回，等待 再次打开安全 门，初始复位过程完成 。 3 ． 2工作过程 工作过程开始 ，工人将工件放人整形模具 ， 关上安全 门，阀2 2 接通 ，气压分 四路分别控制 ， 一 路控制 阀2 5 关闭 ，为工作完成后再次打开安全 门做准备；一路经阀2 O 到达针形气缸1 9 将安全门 锁住 ，以确保安全 ；第三路经阀 1 7 到达 1 5 和 1 6 的气控端 ，推动其换 位 ，下压缸 和出力缸开始按 预定速度前进；第四路达到延时阀7 ，延时时间 设 定 为工作 气缸 前进 和保 压 的时 间 ，阀 7接通 后 ，分别控制阀 1 7 和阀2 0 换位 ，工作气缸开始退 回，安全 门插销复位 。之后 ，阀 6 继续延 时 ，等 工作气缸完全退回后，气压经单向阀1 8 推动安全 门打开，工作过程结束。 4 结语 1 、6 、7 ． 气动延时阀2 、1 5 、1 6 ． 两位五通气控阀3 、4 、8 、9 、1 3 、1 4 ． 单向节流阀5 ． 安 全门气缸 l 0 ． 下压气缸1 1 ． 气液增压缸 1 2 ． 出力液压缸 1 7 、2 0 、 2 5 ． 两位三通气控阀 1 8 、 2 1 单向阀 1 9 ． 安全门 插销气缸 2 2 ． 两 位三 通机控阀 2 3 气源两连件 2 4 ． 两位手动阀 图 2气 动原理 图 3 气动工作原理 3 ． 1 初始复位过程 两位三通机控阀2 2 由安全门关闭到位机械信 号控制 ，设备启动后 ，阀2 2 处于截止位 ，气流从 气源件 2 3出来分别 到达阀 l 5和 l 6 ，此时 由于这 两个方向阀的气控信号无效而工作于右位，从而 全气动线圈整形机 的设计 采用 气控方向阀、气控延时阀以及单向 阀的合理组合，实现了一个典型的 顺序控 制逻辑 ，对气动 自动化设备 的设 计 和 改造 具有 一 定 的参 考 价 值。同时，设计方案考虑了工艺参 数的可调节性 ，通过改变下压机构 尺寸 、挡块位置 、节流阀开度和溢 流阀压力就可 以实现不 同型号电机 的工艺要求，具有较好的通用性。 参考文献 [ 1 ]张世亮． 液压 与气动传动 [ M]． 北 京机械 工业 出版社 ，2 0 0 6 ． [ 2 ]刘勇军，胡瑞玲． 全气动 自动步进送 料 器回路设计[ J ]． 液压与 气动 ， 2 0 1 1 1 0 3 8 3 9 ． [ 3 ]杨海荣． 全气动摩擦力可调粗糙打磨 台设 计[ J ]． 液 压 与 气 动 ，2 0 1 0 8 l 7 1 8 ． [ 4 ]胡素云． 汽车起动锁动铁芯顶杆专用压铆设备气动 系 统设计 [ J ]． 液压与气动，2 0 1 2 ， 2 5 6 5 8 ． 第一作者简介周国栋，男，1 9 7 9 年生，湖南湘阴人。硕 士，讲师。研究领域机电一体化技术。 编辑 向飞