устройство для обрезки лобовых частей обмоток электрических машин

Формула изобретения

1. Устройство для обрезки лобовых частей обмоток электрических машин, содержащее корпус, соединенный с приводом вращения шпиндель с оправкой, в корпусе которой установлен режущий инструмент, механизм радиальной подачи инструмента, выполненный в виде винтовой передачи, гайка которой установлена в корпусе оправки с возможностью вращения и снабжена зубчатым колесом, которое находится в зацеплении с шестерней, размещенной в корпусе оправки, отличающееся тем, что устройство снабжено фиксатором, установленным в неподвижном корпусе, инструмент установлен с возможностью взаимодействия непосредственно с винтом винтовой передачи, зубчатая пара выполнена конической, на шпинделе жестко закреплен кулачок, а в шпинделе выполнено сквозное концентричное отверстие, в котором размещен с возможностью вращения вал, на одном конце которого установлена шестерня, а на другом - маховик с рукояткой и выемками, причем кулачок и выемки маховика взаимодействуют с фиксатором.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фиксатор содержит подпружиненный к кулачку толкатель, в толкателе жестко закреплен штифт, а в корпусе фиксатора выполнен направляющий паз, при этом штифт установлен с возможностью взаимодействия с выемками маховика и с направляющим пазом, на выступающем за корпус конце толкателя установлена с возможностью поворота вокруг толкателя втулка с выступом, а на корпусе фиксатора выполнена выемка, взаимодействующая с выступом втулки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что режущий инструмент выполнен в виде ножа и снабжен подпружиненным цилиндрическим кожухом, установленным в отверстии корпуса оправки, на кожухе с внешней стороны выполнена лыска, а на торце - паз, в который установлен нож, в отверстии корпуса оправки жестко закреплен вкладыш с возможностью взаимодействия с лыской кожуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к оборудованию для ремонта обмоток электрических машин, и может быть использовано в электротехнической промышленности.

Известно устройство для обрезки обмоток электрических машин, содержащее оправку, выполненную в виде двух параллельных дисков, расположенных на валу, один из которых жестко связан с валом и содержит пазы по форме полуокружности, а другой диск установлен с возможностью поворота относительно вала и содержит пазы криволинейной формы, держатели с режущими элементами, каждый из которых выполнен в виде кронштейна, состоящего из трех параллельных стержней, соединенных между собой планкой, при этом средний стержень кронштейна расположен в пазах дисков, один из крайних стержней закреплен в подшипнике на одном диске, а режущие элементы установлены на другом крайнем стержне (см. авт. свид. СССР N 1410196, H 02 K 15/00, 1988 г.).

В этом устройстве сила резания преодолевается за счет сил трения, которые возникают при торможении подвижного диска, что при большой силе резания приводит к ненадежности работы (прерывистой, неравномерной подаче режущих элементов) и даже к полному прекращению резания. Кроме того, данное устройство ограничено в применении и не позволяет производить обрезку обмоток статоров в широком диапазоне, что снижает технические возможности.

Известно устройство для обрезки лобовых частей обмоток электрических машин, содержащее суппорт, державку с режущим инструментом и механизм установки статора с приводом, выполненный в виде валов с установленными на каждом из них с чередованием втулок из фрикционного материала и втулок из мягкого металла, при этом валы кинематически связаны с приводом вращения (см. авт. свид. СССР N 1665465, H 02 K 15/00, 1991 г.)

Это устройство имеет большие габариты и сложную кинематику с четырьмя приводами (привод поворота статора, привод суппорта, привод поворота оправки, привод режущего инструмента), что увеличивает стоимость проводимых на нем работ. Кроме того, подача режущего инструмента осуществляется вручную от штурвала и качество реза зависит от умения работающего.

Известно также устройство для обрезки лобовых частей обмоток электрических машин, содержащее оправку, соединенную с приводом ее вращения, в корпусе которой эксцентрично ее оси установлен суппорт в виде цилиндра с укрепленным на торце зубчатым колесом, державку с инструментом, закрепленную на суппорте с эксцентриситетом, механизм подачи инструмента в виде винтовой пары, гайка которой установлена в корпусе оправки с возможностью вращения и снабжена шестерней, а винт связан шпоночным соединением с корпусом оправки, при этом шестерня находится в зацеплении с зубчатым колесом (см. авт. свид. СССР N 1023545, H 02 K 15/00, 1983 г. - прототип).

Данное устройство для того, чтобы охватить большой диапазон по размерам обрабатываемых статоров, должно иметь большие габариты, так как величина подачи режущего инструмента определяется эксцентриситетом расположения державки с инструментом в оправке. С увеличением эксцентриситета растут габариты оправки, она становится сложной в изготовлении, требуется применение габаритных подшипников, в которых вращается оправка. Усложняет конструкцию и применение двух приводов (один для вращения оправки, другой для подачи винта).

Кроме того, в данном устройстве при равномерной подаче винта подача режущего инструмента будет неравномерной, так как державка с инструментом движется по полуокружности, и в начальный момент подача режущего инструмента будет большой, а затем начнет уменьшатся до тех пор, пока не дойдет до нуля. Неравномерная подача снижает стойкость и долговечность инструмента. Если же сделать подачу режущего инструмента равномерной, то необходимо для компенсации осуществить неравномерную подачу винта, что приводит к применению в устройстве новых сложных компенсирующих механизмов.

Техническим эффектом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции за счет уменьшения габаритов, уменьшения числа приводов и увеличение долговечности инструмента за счет применения равномерной регулируемой подачи.

Указанный технический эффект достигается тем, что устройство для обрезки лобовых частей обмоток электрических машин, содержащее корпус, соединенный с приводом вращения шпиндель с оправкой, в корпусе которой установлен режущий инструмент, механизм радиальной подачи инструмента, выполненный в виде винтовой передачи, гайка которой установлена в корпусе оправки с возможностью вращения и снабжена зубчатым колесом, которое находится в зацеплении с шестерней, размещенной в корпусе оправки, согласно изобретению снабжено фиксатором, установленным и неподвижном корпусе, инструмент установлен с возможностью взаимодействия непосредственно с винтом винтовой передачи, зубчатая пара выполнена конической, на шпинделе жестко закреплен кулачок, а в шпинделе выполнено сквозное концентричное отверстие, в котором размещен с возможностью вращения вал, на одном конце которого установлена шестерня, а на другом - маховик с рукояткой и выемками, причем кулачок и выемки маховика взаимодействуют с фиксатором. Технический эффект достигается также тем, что фиксатор содержит подпружиненный к кулачку толкатель, в толкателе жестко закреплен штифт, а в корпусе фиксатора выполнен направляющий паз, при этом штифт установлен с возможностью взаимодействия с выемками маховика и с направляющим пазом, на корпусе фиксатора выполнена выемка, и на выступающем за корпус конце толкателя установлена с возможностью поворота вокруг толкателя втулка с выступом, взаимодействующим с выемкой корпуса. Технический эффект достигается также тем, что режущий инструмент выполнен в виде ножа и снабжен подпружиненным цилиндрическим кожухом, установленным в отверстии корпуса оправки, на кожухе с внешней стороны выполнена лыска, а на торце - паз, в котором установлен нож, в отверстии корпуса оправки жестко закреплен вкладыш с возможностью взаимодействия с лыской кожуха.

В результате проведенных патентных исследований в известных технических решениях идентичных существенных признаков с предлагаемым изобретением не выявлено.

На фиг. 1 изображено устройство для обрезки лобовых частей обмоток электрических машин, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Устройство для обрезки лобовых частей обмоток электрических машин содержит шпиндель 1, установленный на подшипниках 2 в червячном редукторе 3. На одном конце шпинделя 1 жестко закреплена оправка 4, а на другом - кулачок 5, регулирующий подачу инструмента. В шпинделе 1 выполнено концентричное отверстие 6, в котором с возможностью вращения установлен вал 7. На одном конце вала 7 в оправке 4 установлена шестерня 8, а на другом - маховик 9 с выемками 10 и рукояткой 11.

В оправке 4 установлена с возможностью вращения гайка 12, на торце которой выполнено коническое зубчатое колесо 13, находящееся в зацеплении с шестерней 8. Через гайку 12 проходит винт 14, на котором закреплен нож 15. Нож имеет цилиндрический кожух 16, который установлен в отверстии 17 корпуса оправки. В кожухе 16 на торце выполнен паз 18, через который проходит нож 15, а на внешней стороне кожуха 16 на цилиндре выполнена лыска 19. Кожух 16 поджат пружиной 20 к пружинному кольцу 21. В отверстии 17 жестко закреплен вкладыш 22, контактирующий с лыской 19 кожуха 16.

К редуктору 3 жестко прикреплен корпус фиксатора 23, в котором установлен толкатель 24, поджатый пружиной 25 к кулачку 5. В толкателе 24 жестко закреплен штифт 26, а в корпусе 23 выполнен для него направляющий паз 27. Штифт 26 имеет возможность взаимодействовать с выемками 10 маховика 9. На конце толкателя 24, выступающем за корпус фиксатора 23, установлена с возможностью поворота относительно толкателя втулка 28. Втулка 28 содержит выступ 29, имеющий возможность взаимодействия с выемками 30, выполненными на корпусе фиксатора 23.

Устройство для обрезки лобовых частей обмоток электрических машин работает следующим образом.

В исходном положении устройство подводится к лобовой части обмоток электрической машины, при этом оси вращения шпинделя 1 и обрабатывающего статора должны совпадать. Втулку 28 вручную приподнимают так, чтобы выступы 29 вышли из зацепления с выемками 30, и поворачивают, так чтобы выступы 29 не совпадали с выемками 30, при этом фиксатор отключается.

Вращением маховика 9 за рукоятку 11 подводят нож 15 вплотную к обмоткам, но так, чтобы он их не касался. Включают фиксатор поворотом втулки 28 и включают привод червячного редуктора 3. Шпиндель 1 начинает вращаться, при этом кулачок 5 взаимодействует с толкателем 24, то выводит штифт 26 из выемок 10, освобождая маховик 9, то, наоборот, вводит штифт 26 в выемки 10, фиксируя маховик 9 от поворота.

При вращении шпинделя 1 в тот момент, когда маховик 9 зафиксирован, шестерня 8 неподвижна и зубчатое колесо 13, обкатываясь с оправкой 4 вокруг неподвижной шестерни 8, поворачивается вокруг своей оси, гайка 12 выдвигает винт 14 с ножом 15, который не может провернуться из-за наличия паза 18 в кожухе 16, а также лыски 19 на кожухе 16, взаимодействующей с вкладышем 22. Таким образом осуществляется подача ножа 15 на врезание. В тот момент, когда штифт 26 освобождает маховик 9, подачи ножа 15 не происходит, так как для осуществления подачи необходимо преодолеть усилие врезания, которое значительно больше силы трения, которая возникает при повороте вала 7 в шпинделе 1. Благодаря зацеплению зубчатого колеса 13 шестерней 8 вал 7 поворачивается вместе со шпинделем 1 и маховиком 9.

При подаче ножа 15 в начальный момент кожух 16 за счет усилия пружины 20 остается неподвижным. Затем когда торец винта 14 упирается в торец кожуха 16, нож 15 начинает перемещаться вместе с кожухом 16, сжимая пружину 20.

При вращении шпинделя 1 происходит постепенная обрезка лобовой части обмоток статора. После того, как обмотки полностью обрезаны, отключается привод шпинделя. Отключается фиксатор втулкой 28, вращением маховика за рукоятку 11, нож 15 переводится ближе к центру шпинделя 1. Затем устройство выводится из статора, а обрезанные обмотки удаляются.

Предложенное изобретение позволяет значительно уменьшить габариты устройства при большом диапазоне обрабатываемых электрических машин за счет применения простой оправки и уменьшения числа приводов, что упрощает конструкцию и расширяет технологические возможности при увеличении долговечности инструмента за счет равномерной регулируемой подачи на врезание. Применение подпружиненного кожуха, кроме увеличения радиуса действия ножа, защищает внутренние механизмы от попадания в них отходов резания (отколовшихся кусочков изоляции), что повышает надежность и долговечность устройства.