绕线机选型
广义上的绕线机是指将连续条状卷材进行缠绕处理,绕制到各种卷轴上的机器,这种连续卷材可以各种丝,线,绳,带状的材料。狭义上的绕线机则主要是指绕制各种漆包线线圈的机器,这些线圈可能是变压器,继电器,电感线圈,电流互感器,各种传感器,这些线圈在我们生活中随处可见,共同的特点就是用漆包线绕制而成,不同的是根据设计要求,及工业化产品的成本及效率要求,其绕制工艺各不相应,所以衍生出各种不同的绕线机,我们在官网上展示的仅仅是一部分常规的绕线机,还有一些是属于定制型的,或是特殊行业则没有展示,如需要了解,可联系我们。
线圈在我们的生活可随处可见,比如家庭中的电表,有计量感应线圈,断路器中的脱扣线圈,小区的变压器线圈,工业自动化中的各种电机线圈,各种传感器线圈,小汽车上的启动线圈,点火线圈,动车上的动力电机线圈等等,毫不夸张的说,我们生活在一个线圈的世界,线圈如此之多,对应绕制的绕线机各不相同,所以绕线机对于电气世界的重要性,就如同车床对于机械世界的重要性。
绕线机的种类如此之多,如果你不熟悉,那些选型就成了一个很大的问题,我们现从几个方面做一个简单的介绍。
平行绕线机:大部分的圆柱状线圈与矩形线圈,漆包线与漆包线之间都是是近似平行的,这种绕线机的主体结构都是一个电机控制绕线轴,另一个电机控制排线轴,两个轴以插补关系配合运动,绕线轴转动一定角度,排线轴则移动一个相应的距离。
平行绕线机根据出轴的方向有两种不同的布局,一种是右侧出轴,单轴机绝大多数采用这种出轴方向,因为在绕制过程中有利于右利手操作,更重要的是,操作者可以很轻松的观察绕制的排列情况,对于要求高的线圈这一点尤其重要。还有一种则是正面出轴,则是因为需要高频率装卸线圈骨架的原因,正面出轴的优点在于拆卸骨架时是朝操作者本人胸前方向拉,装骨架时则是由操作者正前方推,所以比较省力,但其缺点是由于目光的集聚效应,比较难以实时的观察线圈的绕制质量。
正面出轴适合的高频率的装卸主要是因为线圈的匝数决定的,比如一台绕线机的工艺转速是3000RPM,每秒钟则可以绕50匝,如果一个线圈的匝数只有100匝,则启动后两秒即可绕制完成,比如喇叭音圈就是这种典型的线圈,这种线圈的机器稼动率相对较低,装卸周期占整个点对点周期比较大,所以装卸频率就非常高,但是它的匝数少,通过控制绕线机的工艺刚性与控制精度是可以保证绕制良品率的,所以这种产品整个行业都会采用正面单轴绕线机。
同样是正面出轴绕线机,如果我的线圈匝数达到3000匝呢,同样是3000RPM的绕线转速,则会采用正面出两轴的绕线机,启动后一分钟绕制完两个线圈,然后熟练操作者用约10秒的时间可以完成两个产品的装卸,在绕制的一分钟时间内,可以操作另一台同样是正面两轴的绕线机的拆卸,并带其它整理工作。这是基于实际工效作出的选择,同理,如果我的线圈匝数是5000匝呢,则会选用四轴的正面出轴绕线机。
以上为平行绕线机的简单介绍,另外,张力控制,工艺刚性,控制精度,装夹方式等另行介绍。
二是环形绕线机,环形绕线机是指线圈骨架是封闭的圆环,我们要在封闭的圆环上呈放射状的绕制漆包线,典型的产品就是互感器,用来感应通过环形线圈中心的电流,其主要特点是漆包线直径较小,但是匝数较多,这种应用非常久远,在最初的工艺路线中,是由人手工完成,先将漆包线绕制在一个圆柱的工字轮上,再由操作者人手工拿着这个工字轮在圆环内外缠绕。
后来人们改进工艺,将这个工字轮装在一个转动的环上,这个环会有开口,再将圆环骨架置于这个开口环中,开口环带着工字轮转动,漆包线自动就绕制到圆环骨架了。
再随着成本压力,人们需要设计更小的环形线圈,那这种开口环带着工字轮穿过圆环骨架的方式需要较大的圆环中间的空间,显然达不到要求,人们就将开口环设计成可打开的封闭环,然后沿外圆柱面开一条储线槽,先将漆线圈绕制到这个储线槽,这个带储线槽的开口环于是有有了新的名字-储线环,在在储线环转动时再以不同的方式释放储线槽内的漆包线到圆环骨架,这种设计最大限度的缩小了圆环骨架的规格及漆包线规格,使得材料消耗大大减少,设计有了更大的自由度,
而这种环形绕线机的漆包线释放方式有三种,一种是用一个梭状构件的带线器,与储线环的释放侧用燕尾槽的方式配合,使带线器可以在绕制过程中沿储线环周向滑动,这种方式适合于比较细的漆包线,因为在漆包线经过带线器释放的过程中,漆包线在带线器上有一个方向上的回折,这个回折的曲率较大,较粗的漆包线就不合适。而这种环形绕线机我们定义为边滑式绕线机,取带线器在储线环侧边滑动之义。
那对于相对较粗的漆包线怎么释放呢,人们有了对应的方案,在储线环外圆面以凹字型的方式回绕一根同步带,让漆包在在释放侧压在储线环与同步带之间,这种方式的绕制过程中,漆包线的折返曲率相边滑式就小了很多,另外,这种方式因为同步带与储线环之间的压力较大,所以不适合较细的漆包线,较细的漆包线在储线环与同步带之间非常容易因压力与摩擦力过大断裂。我们称这种环形绕线机叫皮带式环形绕线机,它还有一个明显的缺点,漆包线在同步带与储线环的压力中释放,如果压力过大,即使我们将储线环处理的非常光滑,还是可能会出现擦伤漆包线绝缘层,但是压力过小,则不能使漆包线缠绕的紧崩,这对电感,一致性,成本都有影响,尤其是更粗的漆包线。很显然,我们需要更粗漆包线的缠绕解决方案。
齿轮式环形绕线机因此出现,我们将储环形分成两个部分,除原来的储线环外,分离出一个齿轮驱动环,在储线阶段,由驱动环驱动储线环储线,而在释放阶段,由驱动环带动一个带线器,将储线环中的漆包带拖拽出来,拖拽时储线环内侧计一个摩擦机构,由此机构调节漆包线的缠绕张力,此结构由此解决了更粗漆包线的缠绕问题,但是它有几个缺点,一是因为驱动环为齿轮结构,不管是开口式的大齿轮还是可拆卸的大齿轮,都会导致它的转速不会高,第二是释放时实际是由带线器带动漆包线拖拽储线环,所以漆包线需要一定的拉伸强度,决定了无法适用于较细的漆包线。
以上为齿轮式环形绕线机及其三种结构的介绍。
飞叉式绕线机:
飞叉式绕线机与平行式绕线机的最大不同点在于,平行绕线机是绕线骨架在旋转,漆包线连续释放于骨架,而飞叉绕线机则是骨架不旋转,漆包线围绕骨架缠绕,它主要适应于骨架不宜旋转的场合,比如外绕式电机转子线圈,U形互感器线圈,C形互感器线圈,较长的柔性骨架的绕制。
根据排线方式的不同,分为平行式飞叉绕线机与旋转式飞叉绕线机,平行飞叉绕线机是排线为直径摆动,应用于U形互感线圈,或较长的柔性骨架的绕制,而旋转式飞叉绕线机排线是骨架有摆动。
以上为常规绕线机的简单介绍,具体到选型的时候,还要结合产品的要求,比如同样的环形线圈,互感器环形线圈的特点是漆包线直径小但是匝数多,而共模电感则需要两侧线圈排列整齐一致电感一致。比如同样是平行绕制的线圈,在民用继电器线圈中的要求就很低,线圈可要可以在骨架骨大致致平整可以,但是同样是平行绕制的线圈,光纤制导线圈则需要在长达几十公里的光纤缠绕过程中,全部要求恒张力整列,所以两者的要求其实相差很远。