史超 張曉洪 程明輝

摘要：漆包線去漆皮光潔程度是衡量下線機(jī)性能的重要指標(biāo)之一。機(jī)械式去漆皮方法是目前較為先進(jìn)和流行的剝漆皮工藝，現(xiàn)有的漆包線去漆皮裝置在設(shè)計(jì)上多少都存在一些問題，如去皮機(jī)構(gòu)調(diào)整不便，連續(xù)工作穩(wěn)定性差，去漆皮效果不理想，功能單一，不能連續(xù)自動(dòng)的執(zhí)行去皮操作，單線操作，去漆皮效率低等。本文推出了一種新型機(jī)構(gòu)對(duì)漆包線下線機(jī)去皮機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：漆包線下線機(jī)；去皮機(jī)構(gòu)；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

引言

變壓器，變流器是繼電器及其它電器產(chǎn)品的一個(gè)重要部件，而漆包線又是變壓器，變流器的主要組成部分。漆包線在應(yīng)用時(shí)通常需要做一些前期處理，比如，在變壓器、電機(jī)、變流器等各類電磁繞組生產(chǎn)過程中所使用的小直徑（0.5 ～ 3.5mm）漆包線，都需要對(duì)線頭進(jìn)行去漆皮處理，以保證后續(xù)焊接、壓接工藝的順利進(jìn)行。漆包線應(yīng)用的持續(xù)快速增長，給去漆皮工藝提出了新的要求[1]。本文介紹了目前已存在的漆包線去皮機(jī)構(gòu)存在的問題，并針對(duì)該問題機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)分析，對(duì)改善勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本消耗和經(jīng)濟(jì)效益等各方面都大有收益。

1.漆包線去皮工藝及實(shí)現(xiàn)

漆包線下線機(jī)屬于漆包線預(yù)處理設(shè)備，其加工質(zhì)量直接影響后續(xù)生產(chǎn)的進(jìn)行，尤其是截線長度和去漆皮質(zhì)量需要較高的保證。例如，在用漆包線繞制線圈時(shí)，引腳在焊接沾錫前需先去掉漆皮，當(dāng)去皮不干凈或去皮后引腳表面過于粗糙，則沾錫效果很差，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量[2]。

圖1.1 聚酯漆包圓銅線

圖1.2 兩端已剝皮漆包線

市場(chǎng)上也已存在各式的去皮機(jī)械，但是由于不同機(jī)型應(yīng)用場(chǎng)合的不同，采用的去皮刀具和去皮原理也有所差別，相應(yīng)的去皮質(zhì)量和效率也是參差不齊，較為常見的去皮機(jī)械采用錐端撥叉式刀具，生產(chǎn)質(zhì)量和效率都較高，但是結(jié)構(gòu)上仍存有缺陷，比如刀具的調(diào)整較為不便，工作穩(wěn)定性差等[3]。

圖1.3 常用去漆皮機(jī)構(gòu)示意圖

錐端撥叉式去皮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理，決定了其應(yīng)用的局限性，具體的表現(xiàn)為[4]：

1.1刀具是依靠調(diào)整錐套的軸向運(yùn)動(dòng)，實(shí)施切入和脫離漆包線的動(dòng)作，因?yàn)檎{(diào)整錐套與刀桿體之間是剛性接觸，所以刀刃是依靠強(qiáng)力切入漆包線實(shí)施刮削的，因此很難保證不損傷漆包線金屬內(nèi)芯。

1.2當(dāng)加工漆包線的線徑發(fā)生變化時(shí)，調(diào)整錐套的軸向位移也應(yīng)該相應(yīng)的改變，以調(diào)整刀具的切入量，但是現(xiàn)有錐套軸向的調(diào)整方式較為不便，有時(shí)甚至需要更換調(diào)整錐套或者刀具。

1.3因?yàn)榈毒吲c漆包線之間、刀桿與調(diào)整錐套之間是硬性接觸，接觸點(diǎn)應(yīng)力較大，刀具和調(diào)整錐套極易磨損，長時(shí)間工作后容易產(chǎn)生累積誤差，影響去皮質(zhì)量，此時(shí)需要更換刀具和調(diào)整錐套，影響去皮效率。

因此綜合上述分析可知，現(xiàn)有的去皮方式原理已很難提高去皮質(zhì)量和效率，需要從原理上做出改變。

2.新型去皮機(jī)構(gòu)原理與分析

上述常用去皮機(jī)構(gòu)的不合理，究其原因是刀具切入方式采用了機(jī)械接觸式調(diào)整方法，因此為了徹底克服上述的種種不足，應(yīng)該從機(jī)構(gòu)運(yùn)作原理上進(jìn)行改進(jìn)[5]。因?yàn)槿テC(jī)構(gòu)整體做繞漆包線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由離心運(yùn)動(dòng)原理可知，此時(shí)刀桿體將會(huì)產(chǎn)生離心力，如果用此離心力代替調(diào)整錐套與刀桿接觸產(chǎn)生的剛性推力，則就從原理上實(shí)現(xiàn)了柔性接觸代替剛性接觸的改變，同時(shí)去掉調(diào)整錐套簡化了結(jié)構(gòu)。

目前主要問題是如何獲得足夠的離心力，迫使刀具切入漆包線漆層，具體的實(shí)施方法是：根據(jù)離心運(yùn)動(dòng)原理可知，加快圓周運(yùn)動(dòng)的速度可以增加離心力，從結(jié)構(gòu)上看刀桿體切入力并不是由離心力直接產(chǎn)生的，而是由類似杠桿機(jī)構(gòu)根據(jù)力矩平衡原理間接得到的壓迫力產(chǎn)生，因此綜合離心運(yùn)動(dòng)原理和力矩平衡原理，在刀桿體末端配置一配重塊，當(dāng)去皮機(jī)構(gòu)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)便能產(chǎn)生足夠大的離心力，而且只要改變轉(zhuǎn)速就可輕易改變刀具的切入力，具體的原理分析過程如下。

圖1.4 離心去皮原理分析示意圖

如上圖所示，若將刀桿座與空心轉(zhuǎn)軸固連，當(dāng)空心轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)刀桿座以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與刀桿座柔性連接的刀桿體將做離心運(yùn)動(dòng)，在刀桿體重心位置將產(chǎn)生垂直轉(zhuǎn)軸向外的離心力F1，該離心力迫使刀桿體繞刀桿支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，由力矩平衡原理可知，刀刃在與漆包線接觸點(diǎn)處將受到與F1方向相同的阻力F2，因此，漆包線受到與F2大小相同方向相反的作用力，該力迫使刀刃切入漆包線，此時(shí)刀桿座帶動(dòng)刀桿體以直線速度v，沿漆包線軸向運(yùn)動(dòng)，從而將漆包線漆剝離。

具體應(yīng)用和原理分析如下：

由離心運(yùn)動(dòng)原理得離心力計(jì)算公式，

（1.1）

其中m是刀桿體的質(zhì)量，r是刀桿體重心位置到轉(zhuǎn)軸軸線的垂直距離。

由力矩平衡原理得刀桿受力和產(chǎn)生的力矩關(guān)系如下。

（1.2）即

（1.3）

其中F1表示動(dòng)力，也就是離心運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力；F2表示阻力，即刀刃受到的垂直于漆包線軸向的力，由作用力與反作用力的關(guān)系可知，在接觸點(diǎn)處漆包線受到的切入力與力F2大小相等方向相反；L1表示動(dòng)力臂，即此例中刀桿體重心位置處離心力F1到刀桿支點(diǎn)的垂直距離；L2表示阻力臂，即刀刃與漆包線接觸點(diǎn)處所受阻力F2到刀桿支點(diǎn)的垂直距離。

將式5.1帶入式5.3得，

（1.4）角速度ω與轉(zhuǎn)速n之間的換算關(guān)系為，

（1.5）單位是rad/s。

帶入式5.4得到，

（1.6）

由式5.6可知，在具體應(yīng)用環(huán)境中，距離L1、L2，刀桿質(zhì)量m，刀桿體重心位置到轉(zhuǎn)軸軸線的垂直距離r是固定不變的值（即使線徑改變，導(dǎo)致的r值變化可以忽略不計(jì)），因此，只要適當(dāng)改變轉(zhuǎn)速n，就可以得到適宜的切入力，這在實(shí)際應(yīng)用中可通過接入變頻器達(dá)到目的。

3.結(jié)束語

該改進(jìn)后的下線機(jī)構(gòu)使用方便，結(jié)構(gòu)新穎，能夠高效率的剝除漆包線的絕緣層，同時(shí)幾乎不損傷導(dǎo)線的銅材。我們對(duì)該設(shè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)繪和仿制，并用于生產(chǎn)，仿制機(jī)構(gòu)具備原來機(jī)構(gòu)的全部性能。使用該機(jī)構(gòu)，減少工人抽檢產(chǎn)品的數(shù)目，同時(shí)提高了工效，特別是提高了漆包線剝漆皮的質(zhì)量，因而提高了焊接效率和焊接質(zhì)量，減少了后序工序錫焊中的虛焊和假焊的隱患，避免了導(dǎo)線的損傷，提高了產(chǎn)品的可靠性，得到了廣大使用者的贊譽(yù)。已成為工人不可缺少的得力助手。

參考文獻(xiàn)：

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