本发明专利技术公开了一种制作直线压缩机电机线圈的手动自排线绕线机及制造方法，该绕线机由主绕线机构、传动机构和摆线机构组成，并设置棘轮结构以防止倒滑，设置轴承结构、减速齿轮组和锥形齿轮组以实现支撑与传动，通过传动机构和摆线机构的共同运作来实现电机线圈漆包线绕制过程中的自排线功能。通过本发明专利技术，以单人操作即可实现在线圈绕制的同时在漆包线上添加固定胶水的操作，绕制过程中最大限度地去除线圈内部的残余空气，并在胶水固化后增强线圈的结构强度。通过本发明专利技术，在增加效率的同时保证了电机线圈绕制过程中的均匀性、一致性以及无空气残留，对直线电机线圈的制作质量、制作效率乃至直线压缩机的发展都起到非常积极的作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直线压缩机及其直线电机，特别涉及一种用于制作直线压缩机电机线圈的手动自排线绕线机及制造方法。
技术介绍
直线压缩机利用直线电机驱动活塞在气缸中作往复直线运动，理论上完全消除了对活塞的径向作用力，因而也消除了活塞和气缸壁之间的机械磨损以及由此产生的无用功，工作寿命和能量转化效率都大幅度提高，故而在需要长寿命、高可靠和高效率工作的航空、航天、军事等特殊领域有着非常重要的应用。例如，目前航空航天领域应用最为广泛的两类长寿命回热式低温制冷机——脉冲管制冷机和斯特林制冷机，绝大多数都采用直线压缩机作为其动力源。直线电机是直线压缩机的动力部件，它依靠通电线圈产生的交变磁场与磁体内磁场的相互作用，推动活塞在压缩腔内往复运动，使工作介质交替处于压缩和膨胀的状态。电机线圈是产生交变磁场的载体，因而被视作直线电机的核心部件之一，其制作质量直接影响到直线电机的工作状态。在具体实践中，考虑到直线电机实际所处的工作环境，为使直线压缩机电机线圈的制作达到设计要求的状态，确保直线电机的运行平稳，需要满足以下几点要求：1)电机线圈在通电之后产生的磁场要分布均匀。为达到此目的，在线圈绕制的过程中，就需要严格控制漆包线绕进的角度、维持漆包线稳定的张紧力以及各层线圈之间交接处的状况；2)电机线圈需要具备良好的结构强度，并且结构中无空气残留。直线电机线圈工作中常常处在充满高压气体介质的环境并处于高频振荡的运动状态，为确保运行状态稳定，在电机线圈的绕制过程中要保证多层线圈的结构强度和紧密度，绕制完成并固化后，线圈内不能残留空气。为达到此目的，就需要在漆包线绕制的同时在漆包线上涂上电机制作专用的固定胶水，使胶水完全填充多层漆包线之间的空隙，排除内部残留的空气，避免长期工作中对工作介质的污染，并在环氧胶水凝固之后增强线圈的结构强度，使电机线圈在高频振荡的状态下，依然保持理想的机械运动状态；3)电机线圈批量绕制的一致性。为减少振动，目前的直线压缩机一般都采用两端完全对称的对置式结构，这样就要求直线电机制作时要尽可能地保持一致性，消除可能存在的两端偏置。电机线圈的绕制是直线电机制作中最为复杂的环节，直线电机制作一致性的要求常常主要是针对电机线圈的绕制而言的。应当指出的是，上述三个对于电机线圈的绕制加工的要求是相当严格的，对于绕制机械及设备提出了近乎苛刻的要求。市场上常见的自动绕线机方便快捷，但在绕制均匀性、一致性以及保持无空气残留方面与直线电机线圈的要求相差甚远，而且针对不同直径和高度的电机线圈，常常需要进一步改装，改装后的绕制精度经常进一步降低。所以自动绕线机常常并不适用于要求极其苛刻的直线电机线圈的绕制；另一种较常使用的是常规的带数显的手动绕线机，它将漆包线圈放置在绕线机下方的转轴上并与绕线机转轴平行，绕线时绕线机转轴略偏向于漆包线圈的绕线爬行方向，使相邻的漆包线能靠的更紧，缠绕时不松手以防止线圈倒转，当一层只剩下一圈时，开始在已绕好的漆包线上涂胶，绕多层时，就每一层都涂上胶水，直到最后将漆包线引出绕线骨架。该方法在实际操作过程中存在几点明显的不足之处：首先，常规手动绕线机在绕线过程中没有设置防松装置，仅仅依靠人工拉紧去完成多层线圈以防松动，在实际操作过程绕制操作人员很容易出现因为操作失误或操作疲劳造成线圈松开；其次，常规手动绕线机中绕线机的转轴与漆包线圈的转轴方向有一定的偏向有利于漆包线在绕线骨架上的均匀排布，这在绕制第一层时是有用的，但在绕到第二层时偏移的方向要与第一层相反时才能将漆包线重新均匀排列，以这样的制作工艺在绕多层线圈时需要不停的调换漆包线转轴相对于绕线机转轴的偏向方向，在实际操作过程中很容易导致线圈松动，使整个绕制操作完全失败。实践中尝试解决此弊端的方法是增加人手，从中协调，但是制作效率明显降低，而且在操作协调上也很容易出现失误；第三，为保证较高的制作精度，常规手动绕线机的在绕线过程中常常还需要增加人手来做绕线过程中涂胶工作，绕线人员与涂胶人员相互协调，不但降低了生产效率，而且保证协调的不失误也对相关操作人员提出了很高的要求。综上所述，直线压缩机电机线圈的制作要求十分严格，为了保证制作质量以及制作过程的稳定性和可靠性，并提高制作效率，适合小批量的开发及制作，现有的常规制作装置及制作工艺已很难满足要求。
技术实现思路
鉴于现有技术的明显不足，本专利技术提出一种用于制作直线压缩机电机线圈的手动自排线绕线机及其制作方法。本专利技术的目的在于，通过所专利技术的手动自排线绕线机，以单人操作即可实现直线压缩机电机线圈在绕制漆包线的同时在漆包线上添加固定胶水的操作，绕制过程中能最大限度地去除线圈内部的残余空气，并在胶水固化后增强线圈的结构强度。在增加绕制效率的同时保证电机线圈绕制过程中的均匀性、一致性以及无空气残留，对直线压缩机电机线圈的制作质量、制作效率起到积极作用。所专利技术的制作直线压缩机电机线圈的手动自排线绕线机包括手柄1、摇杆2、轴承压环3、前绕线支撑架4、棘轮5、挂钩6、绕线轴7、小同步带轮8、后绕线支撑架9、骨架前模具10、绕线骨架11、骨架后模具12、底板13、同步带14、大同步带轮15、后传动支撑架16、前传动支撑架17、前齿轮18、中大齿轮19、中小齿轮20、后齿轮21、小锥形齿轮22、大锥形齿轮23、凸轮支撑架24、凸轮25、前摆线支撑架26、摆线轴27、摆线滑块28、摆线杆29、滑动支脚30、压线板31、摆线弹簧32、后摆线支撑架33、引线槽34、轴承35、棘轮弹簧36，其特征在于：手柄1、摇杆2、棘轮5、挂钩6、绕线轴7、小同步带轮8、骨架前模具10、绕线骨架11、骨架后模具12、前绕线支撑架4、后绕线支撑架9、轴承35以及轴承3组成主绕线机构，其中前绕线支撑架4、棘轮5、挂钩6、棘轮弹簧36组成棘轮结构，棘轮5、小同步带轮8、骨架前模具10以及摇杆2直接安装在绕线轴7上，并利用紧固螺钉固定，轴承压环3、后绕线支撑架9、绕线轴7和轴承35组成轴承结构，绕线轴7固定在轴承35上，而轴承35装在后绕线支撑架9内部，并使用轴承压环3压紧，绕线骨架11套在骨架前模具10之上，而骨架后模具12利用螺钉将绕线骨架11压紧在骨架前模具10上，与棘轮5配合的挂钩6一端固定在前绕线支撑架4之上，另一端与棘轮5外圆上的齿槽相接，利用棘轮结构防止倒滑；大同步带轮15、前齿轮18、中大齿轮19、中小齿轮20、后齿轮21、小锥形齿轮22、大本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制作直线压缩机电机线圈的手动自排线绕线机，它包括手柄(1)、摇杆(2)、轴承压环(3)、前绕线支撑架(4)、棘轮(5)、挂钩(6)、绕线轴(7)、小同步带轮(8)、后绕线支撑架(9)、骨架前模具(10)、绕线骨架(11)、骨架后模具(12)、底板(13)、同步带(14)、大同步带轮(15)、后传动支撑架(16)、前传动支撑架(17)、前齿轮(18)、中大齿轮(19)、中小齿轮(20)、后齿轮(21)、小锥形齿轮(22)、大锥形齿轮(23)、凸轮支撑架(24)、凸轮(25)、前摆线支撑架(26)、摆线轴(27)、摆线滑块(28)、摆线杆(29)、滑动支脚(30)、压线板(31)、摆线弹簧(32)、后摆线支撑架(33)、引线槽(34)、轴承(35)、棘轮弹簧(36)，其特征在于： 所述的手柄(1)、摇杆(2)、棘轮(5)、挂钩(6)、绕线轴(7)、小同步带轮(8)、骨架前模具(10)、绕线骨架(11)、骨架后模具(12)、前绕线支撑架(4)、后绕线支撑架(9)、轴承(35)以及轴承(3)组成主绕线机构，其中前绕线支撑架(4)、棘轮(5)、挂钩(6)、棘轮弹簧(36)组成棘轮结构，棘轮(5)、小同步带轮(8)、骨架前模具(10)以及摇杆(2)直接安装在绕线轴(7)上，并利用紧固螺钉固定，轴承压环(3)、后绕线支撑架(9)、绕线轴(7)和轴承(35)组成轴承结构，绕线轴(7)固定在轴承(35)上，而轴承(35)装在后绕线支撑架(9)内部，并使用轴承压环(3)压紧，绕线骨架(11)套在骨架前模具(10)之上，而骨架后模具(12)利用螺钉将绕线骨架(11)压紧在骨架前模具(10)上，与棘轮(5)配合的挂钩(6)一端固定在前绕线支撑架(4)之上，另一端与棘轮(5)外圆上的齿槽相接，利用棘轮结构防止倒滑；大同步带轮(15)、前齿轮(18)、中大齿轮(19)、中小齿轮(20)、后齿轮(21)、小锥形齿轮(22)、大锥形齿轮(23)、后传动支撑架(16)、 前传动支撑架(17)组成传动机构，其中大同步带轮(15)带动相互啮合在一起的前齿轮(18)、中大齿轮(19)、中小齿轮(20)、后齿轮(21)组成减速齿轮组并安装在前传动支撑架(17)，小锥形齿轮(22)和大锥形齿轮(23)组成锥形齿轮组，大同步带轮(15)与前齿轮(18)同轴转动，共用的转轴通过轴承(35)固定在前传动支撑架(17)上，并利用轴承压环(3)压紧，小锥形齿轮(22)和后齿轮(21)同轴转动，大锥形齿轮(23)安装在后传动支撑架(16)上并与小锥形齿轮(22)相互啮合，实现减速传动并改变传动方向；前摆线支撑架(26)、摆线轴(27)、摆线滑块(28)、摆线杆(29)、滑动支脚(30)、压线板(31)、摆线弹簧(32)、后摆线支撑架(33)组成摆线机构，摆线轴(27)穿过前摆线支撑架(26)并能无阻碍地来回移动，摆线杆(29)固定在摆线轴(27)上，同时滑动支脚(30)固定在摆线杆(29)上，对摆线杆(29)起支撑作用，压线板(31)安装在摆线杆(29)上，摆线杆(29)的顶端制作成V型的引线槽(34)，漆包线穿过压线板(31)，通过引线槽(34)缠绕在绕线骨架(11)上，摆线弹簧(32)套在摆线轴(27)上，安装在后摆线支撑架(33)和摆线杆(29)之间；主绕线机构、传动机构和摆线机构均安装在底板(13)上，主绕线机构与传动机构之间利用同步带(14)相连，通过调整前绕线支撑架(4)或后传动支撑架(16)的安装位置来改变同步带(14)的松紧程度，并通过更换不同齿数的大同步带轮(15)和小同步带轮(8)来实现整套装置传动比的调整；传动机构和摆线机构之间通过凸轮(25)相连，凸轮(25)与大锥形齿轮(23)同轴固定，绕线轴(7)的转动通过同步带(14)和传动机构的作用传递到凸轮(25)上，凸轮(25)的外形轮廓经过特殊设计，使得摆线轴(27)的一端在摆线弹簧(32)的挤压作用下始终与凸轮(25)的外形轮廓面保持接触，凸轮(25)转动的同时，其外形轮廓面上与摆线轴(27) 接触的点在摆线轴(27)的轴线位置上会相对于凸轮(25)的中心在距离上发生起伏变化，在转动的凸轮(25)和摆线弹簧(32)的共同作用下，摆线轴(27)在轴线上会形成规律性的来回移动，并带动摆线杆(29)一同运动；主绕线机构和摆线机构同时运动，主绕线机构中的绕线骨架(11)作旋转运动，摆线机构中的摆线杆(29)作规律性的来回移动，漆包线先穿过压线板(31)，通过压线板(31)的压紧作用，防止漆包线松动，之后漆包线再穿过摆线杆(29)上的引线槽(34)固定在绕线骨架(11)上，绕线骨架(11)发生旋转，将漆包线缠绕在绕线骨架(11)上，在绕线骨架(11)的转动与摆线杆(29)的来回移动共同作用下，漆包线在绕线骨架上的缠...
【技术特征摘要】
1.一种制作直线压缩机电机线圈的手动自排线绕线机，它包括手柄(1)、摇杆(2)、轴承压环(3)、前绕线支撑架(4)、棘轮(5)、挂钩(6)、绕线轴(7)、小同步带轮(8)、后绕线支撑架(9)、骨架前模具(10)、绕线骨架(11)、骨架后模具(12)、底板(13)、同步带(14)、大同步带轮(15)、后传动支撑架(16)、前传动支撑架(17)、前齿轮(18)、中大齿轮(19)、中小齿轮(20)、后齿轮(21)、小锥形齿轮(22)、大锥形齿轮(23)、凸轮支撑架(24)、凸轮(25)、前摆线支撑架(26)、摆线轴(27)、摆线滑块(28)、摆线杆(29)、滑动支脚(30)、压线板(31)、摆线弹簧(32)、后摆线支撑架(33)、引线槽(34)、轴承(35)、棘轮弹簧(36)，其特征在于：
所述的手柄(1)、摇杆(2)、棘轮(5)、挂钩(6)、绕线轴(7)、小同步带轮(8)、骨架前模具(10)、绕线骨架(11)、骨架后模具(12)、前绕线支撑架(4)、后绕线支撑架(9)、轴承(35)以及轴承(3)组成主绕线机构，其中前绕线支撑架(4)、棘轮(5)、挂钩(6)、棘轮弹簧(36)组成棘轮结构，棘轮(5)、小同步带轮(8)、骨架前模具(10)以及摇杆(2)直接安装在绕线轴(7)上，并利用紧固螺钉固定，轴承压环(3)、后绕线支撑架(9)、绕线轴(7)和轴承(35)组成轴承结构，绕线轴(7)固定在轴承(35)上，而轴承(35)装在后绕线支撑架(9)内部，并使用轴承压环(3)压紧，绕线骨架(11)套在骨架前模具(10)之上，而骨架后模具(12)利用螺钉将绕线骨架(11)压紧在骨架前模具(10)上，与棘轮(5)配合的挂钩(6)一端固定在前绕线支撑架(4)之上，另一端与棘轮(5)外圆上的齿槽相接，利用棘轮结构防止倒滑；大同步带轮(15)、前齿轮(18)、中大齿轮(19)、中小齿轮(20)、后齿轮(21)、小锥形齿轮(22)、大锥形齿轮(23)、后传动支撑架(16)、 前传动支撑架(17)组成传动机构，其中大同步带轮(15)带动相互啮合在一起的前齿轮(18)、中大齿轮(19)、中小齿轮(20)、后齿轮(21)组成减速齿轮组并安装在前传动支撑架(17)，小锥形齿轮(22)和大锥形齿轮(23)组成锥形齿轮组，大同步带轮(15)与前齿轮(18)同轴转动，共用的转轴通过轴承(35)固定在前传动支撑架(17)上，并利用轴承压环(3)压紧，小锥形齿轮(22)和后齿轮(21)同轴转动，大锥形齿轮(23)安装在后传动支撑架(16)上并与小锥形齿轮(22)相互啮合，实现减速传动并改变传动方向；前摆线支撑架(26)、摆线轴(27)、摆线滑块(28)、摆线杆(29)、滑动支脚(30)、压线板(31)、摆线弹簧(32)、后摆线支撑架(33)组成摆线机构，摆线轴(27)穿过前摆线支撑架(26)并能无阻碍地来回移动，摆线杆(29)固定在摆线轴(27)上，同时滑动支脚(30)固定在摆线杆(29)上，对摆线杆(29)起支撑作用，压线板(31)安装在摆线杆(29)上，摆线杆(29)的顶端制作成V型的引线槽(34)，漆包线穿过压线板(31)，通过引线槽(34)缠绕在绕线骨架(11)上，摆线弹簧(32)套在摆线轴(27)上，安装在后摆线支撑架(33)和摆线杆(29)之间；主绕线机构、传动机构和摆线机构均安装在底板(13)上，主绕线机构与传动机构之间利用同步带(14)相连，通过调整前绕线支撑架(4)...
【专利技术属性】
技术研发人员：党海政，周炳露，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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