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 410004）

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 410004）

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。

电机；线圈整形；全气动；气液增压

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[1-4]。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。

1 线圈整形机整体结构及动作过程

图1 线圈整形机整体结构

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、下压固定机构等部件组成，如图1所示。

其动作过程为：设备运行→所有机构退回、安全门打开→工人将工件(电机)放入整形模具中并手动关好安全门→安全门插销顶出并锁死→下压机构下降将工件固定→气液增压缸工作→推动出力缸前进→带动整形模具顶针伸出到位→保压→出力缸退回→下压机构退回→安全门插销退出→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16倍后驱动，整形模具顶针输出压力可以调节在4 000 kg～5 000 kg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20秒以内。

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22由安全门关闭到位机械信号控制，设备启动后，阀22处于截止位，气流从气源件23出来分别到达阀15和16，此时由于这两个方向阀的气控信号无效而工作于右位，从而推动下压缸10和出力缸12退回。同理，从阀25出来的气压，一路经阀21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，工人将工件放入整形模具，关上安全门，阀22接通，气压分四路分别控制，一路控制阀25关闭，为工作完成后再次打开安全门做准备；一路经阀20到达针形气缸19将安全门锁住，以确保安全；第三路经阀17到达15和16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17和阀20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18推动安全门打开，工作过程结束。

4 结语

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。

［1］张世亮.液压与气动传动［M］.北京：机械工业出版社，2006.

［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，2011（10）：38-39.

［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，2010（8）：17-18.

［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，2012，（2）：56-58.

Design of Motor Coil Shaping Machine with Full Pneumatic Control

ZHOU Guo-dong，ZHANG Dun-li
（Mechanical and Electrical Engineering Department，Hunan Radio and TV University，Changsha410004，China）

A motor coil shaping machine is designed with full pneumatic control，which fulfills the process steps and requirements.The system control parameters such as Pressure，speed，duty cycle and working distance can be adjusted.The machine is simple，reliable and universal which has good performance in the actual production.

motor；coil shape；pneumatic；liquid booster

TH122

A

1009－9492(2014)07－0096－02

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.07.028

周国栋，男，1979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)

2013－12－24