2. ТИПЫ И КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ НАМОТОЧНЫХ СТАНКОВ. СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Процессу намотки обмоток трансформатора предшествуют подготовительные работы. К числу этих работ в первую очередь относится выбор оборудования и приспособлений, с помощью которых будет осуществляться намотка обмотки. Основным оборудованием служит намоточный станок.
а) Намоточные станки
Намоточные станки можно разделить на две основные группы: с вертикальной и горизонтальной осью вращения. Обе группы имеют свои достоинства и недостатки. Общие требования ко всем намоточным станкам, вытекающие из особенностей работы, выполняемой на станке, сводятся к следующему: станок должен обладать плавным пуском, иметь надежное тормозное приспособление против обратного хода, достаточную мощность, а также возможность регулирования скорости. Плавный пуск станка обеспечивает постепенное натяжение провода и равномерную укладку витков в процессе изготовления обмотки и осуществляется благодаря наличию у него специальной фрикционной конусной муфты, включаемой посредством ножной педали. При нажатии на педаль рычаг воздействует на конусную муфту, которая, раздвигаясь и создавая трение, производит плавное зацепление механизма станка, и шпиндель начинает вращаться. При уменьшении давления на педаль конусная муфта приходит в свое первоначальное состояние, сцепление нарушается, станок приостанавливает движение. Ножное управление движением станка вызвано тем, что во время намотки катушек обе руки рабочего заняты укладкой витков. Для того чтобы несколько подробнее ознакомиться с механизмом станка и его кинематикой, рассмотрим станок с горизонтальной осью вращения, схематически изображенный на рис. 11-8,а [Л. 17].
Левая часть станка, называемая передней бабкой, содержит передаточный механизм станка, обеспечивающий передачу движения от электродвигателя к планшайбе. Схема этого передаточного механизма изображена на рис. 11-8,6. От электродвигателя М движение передается шестерням 1 к 2, находящимся в постоянном зацеплении. От шестерни 2 дальнейшая передача движения осуществляется посредством конусной муфты К и через червяк 3 и червячную шестерню 4 к оси О. От оси О к шпинделю Ш движение передается через одну из четырех имеющихся пар шестерен, т. е. через шестерни 5 и 6, или 7 и 8, или 9 и 10, или 11 и 12, в зависимости от того, какую частоту вращения должен иметь шпиндель. Для того чтобы получить любой из этих вариантов, сделано следующее: шестерни 6, 8, 10 и 12 прочно закреплены на шпинделе Ш и вращаются вместе с ним. Шестерни 5, 7, 9 и 11 свободно сидят на оси О, и при том же положении, какое изображено на рис. 11-8,6, при вращении оси О они остаются неподвижными. Для того чтобы одна из этих шестерен начала вращаться вместе с осью О и, таким образом, начала передавать движение от оси О к шпинделю Ш, необходимо каким-то образом эту шестерню «сцепить» с осью О. Для этого имеются две специальные, так называемые кулачковые муфты 13 и 14, которые закреплены на оси О посредством шпонок и, следовательно, постоянно вращаются вместе с нею. В то же время они закреплены на оси так, что, Не нарушая сцепления с осью О, они могут легко передвигаться вдоль оси на небольшое расстояние вправо и влево. Это передвижение кулачковых муфт осуществляется посредством рукояток А и Б.
При среднем положении рукояток А и Б, как это видно на рис. 11-8,6, кулачковые муфты 13 и 14 находятся в нейтральном положении, т. е. не сцеплены ни с одной из шестерен 5, 7, 9 и 11. Следовательно, если ось О с кулачковыми муфтами 13 к 14 к вращается, то шпиндель станка остается неподвижным. Для того чтобы шпиндель начал вращаться, необходимо одну из кулачковых муфт сцепить с одной из шестерен 5, 7, 9 и 11. Предположим, что рукоятку А мы поставим в положение III, от передвижения рукоятки кулачковая муфта 13 передвинется вдоль оси О влево и войдет в зацепление с шестерней 5. При таком положении мы уже не получим холостого вращения оси О. Благодаря сцеплению кулачковой муфты 13 с шестерней 5 мы получим передачу движения от оси О к шпинделю Ш через пару шестерен 5 и 6. Рукоятку А мы можем поставить в положение 1; тогда кулачковая муфта 13 войдет в зацепление с шестерней 7, и передача движения будет осуществляться через шестерни 7 и 8.
Аналогичное явление будет иметь место, если мы, оставив рукоятку А в нейтральном положении II, будем передвигать рукоятку Б. В этом случае передача движения будет осуществляться соответственно через шестерни 9 и 10 или 11 и 12.
Рис. 11-9. Намоточный станок с вертикальной осью вращения (диаметр планшайбы 3 000 мм).
1 — подвижная станина (стол); 2 — верхняя рама; 3 — настил раздвижной; 4 — стойка; 5 — электропривод планшайбы, 6 привод подъема подвижной станины, 7— разжимная оправка; 8 — поводок оправки, 9— планшайба; 10 — гибкий металлический цилиндр; 11 — нижняя прессующая плита; 12 — металлические подставки (для прессовки обмоток), 13 — редуктор, 14 центральная труба (шпиндель) оправки; 15 — обмотка, 16 — винт ходовой, 17 — шпиндель; 18 — электропривод раздвижного настила, 19 — механизм раздвижного настила; 20 — кожух, 21 — настил; 22 — анкерное крепление кожуха, 23 — эксплуатационный люк, 24 — люк механизма раздвижения настила.
Так как все рассмотренные шестерни имеют разные диаметры, количество зубцов и передаточное число каждой из пар шестерен различно, то, передвигая рукоятку Л или Б в то или иное положение, мы получаем определенную, необходимую для конкретного случая частоту вращения шпинделя. Все шестерни смонтированы в коробке скоростей. Последняя закрыта и наружу выходят только рукоятки (рис. 11-8,а).
Установка рукояток А и Б в то или иное положение делается только 1 раз перед началом намотки катушек. В процессе намотки остановка и пуск станка осуществляются только посредством конусного сцепления К (рис. 11-8,6). От нажима ногой на педаль посредством ряда рычагов конус сцепляется или расцепляется с шестерней 2, а в соответствии с этим шпиндель станка вращается или останавливается.
Необходимость изменения частоты вращения шпинделя вызывается двумя обстоятельствами: 1) диаметром наматываемой катушки: чем больше диаметр, тем меньше должна быть частота вращения, так как в противном случае рабочий не будет успевать правильно и хорошо укладывать витки; 2) сечением наматываемого провода и количеством параллелей: чем больше сечение провода и число параллелей, тем меньшую частоту вращения должен иметь шпиндель, иначе не хватит мощности станка для получения необходимого крутящего момента.
Для того чтобы знать, какая частота вращения шпинделя получается при том или ином положении рукоятки Л или Б, на каждом станке имеется соответствующая табличка.
Правая часть станка, называемая задней бабкой 10 (рис. 11-8,а), содержит пиноль 7, в которой закреплен вращающийся центр 6. В станине 11 имеются механизм перемещения задней бабки и Т-образные пазы для ее закрепления. Межцентровое расстояние зависит от положения плиты относительно передней бабки.
Станок устанавливается на бетонном фундаменте и закрепляется анкерными болтами. На некоторых станках монтируются специальные приспособления осевой и радиальной подпрессовки обмоток во время намотки, счетчики и программно-счетные устройства для отсчета числа витков.
Перейдем к намоточным станкам с вертикальной осью вращения. В нашей стране впервые вертикальнонамоточный станок был спроектирован и изготовлен на ЗТЗ в 1901 г. В настоящее время в эксплуатации находятся три типоразмера станков.
Основные технические данные станка для вертикальной намотки обмоток напряжением 220—750 кВ
Частота вращения планшайбы, об/мин........................ 10—30
Электродвигатель привода планшайбы (постоянного тока):
частота вращения, об/мин..................................... 1 600
мощность, кВт................................................................. 34
Скорость вертикального перемещения, м/мин. . . 1,5
Электродвигатель для вертикального перемещения механизма вращения:
частота вращения, об/мин............................................ 970
мощность, кВт................................................................. 20
ход стола, мм.......................................................... 2 500
осевая нагрузка, Н (100 тс)......................................... 0,75
максимальный диаметр катушки (обмотки), мм 3 200 Масса станка, т , 22
Конструкция станка (рис. 11-9) предусматривает размещение его станины и приводного механизма ниже уровня пола в специальном котловане, и только планшайба с укрепленной на ней оправкой для намотки обмоток может находиться над уровнем пола. По мере намотки оправка с частью обмотки опускается вниз, благодаря чему рабочий может производить намотку обмоток на удобном для себя уровне.
На подвижной станине 1 закреплены шпиндель 17 с планшайбой 9 и электроприводом 5. Вращение планшайбы осуществляется электродвигателем постоянного тока через клиноременную передачу и редуктор. Подвижная станина перемещается тремя ходовыми винтами 16, закрепленными в нижней и верхней неподвижных рамах.
Ходовые винты приводятся в движение приводом 6, укрепленным на нижней раме. Для вращения и вертикального перемещения планшайбы приводы имеют большой диапазон регулирования скорости. Вертикальная разжимная оправка 7 для намотки обмоток устанавливается на поводок 8 таким образом, чтобы труба оправки была надета на шпиндель и своим нижним кондом входила в пазы поводка. Требуемый размер внутреннего диаметра обмотки может быть получен изменением диаметра оправки. Для намотки обмоток меньших диаметров станок снабжен раздвигающимися настилами 3.
