CN102043129B - 电机换向器检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机换向器检测装置。它包括回转台部件、双头电极部件、横向移动机构、上下移动机构和径向测量部件。测量时，电机换向器固定于所述回转台部件上，随回转台一起转动；所述双头电极部件固定于横向机构伸出的前臂上，用于给换向器的某两片金属片施加高电压，进行高压试验；所述径向测量部件的测头紧贴于换向器，用于测量换向器的径向圆跳动。本换向器检测装置具有测量过程简单，测量精度高，能测量不同尺寸（直径小于等于400mm）换向器的多种技术参数。

Description

电机换向器检测装置

技术领域

本发明属于一种电机换向器检测装置，用于检测电机换向器的绝缘性能和几何精度，主要是通过在电机换向器某两片电极之间施加高电压，测量两片电极之间的电流来测试其绝缘性能；通过直线传感器来测量电机换向器的径向圆跳动。

背景技术

电机换向器是直流永磁串激电动机上为了能够让电动机持续转动下去的一个部件，目前，对电机换向器电学参数的检测还没有比较好的方法。现有的电机换向器检测装置大多从国外进口，价格昂贵，至今国内还没有精度较高，价格较低的电机换向器检测装置出现。在测试电机换向器的绝缘性能时，电机换向器转动过程中，金属片与高压电极接触会产生电火花，而且会产生瞬时高压，容易烧坏数据采集系统。在测试电机换向器径向圆跳动时，由于带动电机换向器转动的回转工作台本身制造误差，回摆臂线会有跳动，因此给电机换向器径向圆跳动的检测带来了误差。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的缺陷，提供了一种电机换向器检测装置，主要通过测量电机换向器的绝缘性能和径向圆跳动来检测电机换向器的质量，电机换向器的绝缘性能是通过给电机换向器某两片电极施加高电压，测量这两片电极间的电流来测试的；电机换向器的径向圆跳动主要是通过一个直线传感器来测得。

本发明采用的技术方案如下：

一种电机换向器检测装置，包括底座、横向移动机构、上下移动机构、双头电极部件、径向测量部件，其特征在于：

在所述底座上安装一个直线移动装置；在所述的支撑板上安装上下移动机构；在所述上下移动机构上安装横向移动机构；所述横向移动机构伸出一个前臂，所述双头电极安装于前臂上；在所述底座上伸出一根杆，用来固定径向测量部件。 

所述双头电极部件的结构是：包括涡轮、蜗杆、摆臂和2个电极头，涡轮与转轴间由一个平键实现周向定位，由挡圈和隔圈实现轴向定位，一个前支承和一个后支承通过螺钉与一个支架连接；支架有螺纹孔，该螺纹孔与一根丝杆相配合，一个旋转滑座上的手柄可使丝杆转动从而使滑座在滑轨上移动，使电极头接触换向器的金属片；支架上部装有一根蜗杆，该蜗杆一端与所述涡轮啮合，另一端与一个手轮固定连接，转动该手轮，则使蜗杆转动，驱动涡轮转动，从而带动摆臂摆动，则使一个电极头绕另一个电极头转动而改变两电极头之间的水平距离来满足不同规格电机换向器片间距离的要求。

所述横向移动机构的结构是：一块底板与上下移动机构通过螺钉固定连接，用来支撑横向移动机构并带动整个横向移动机构的上下运动；有前后2根丝杆，它们旋向相反，分别与2个螺母相配，该两根丝杆末端通过一个联轴器连接；有两个滑板分别与1个螺母座和2个直线滑块通过内六角螺钉连接，所述前臂和一个后臂通过螺钉分别固定于两个滑板上；一个把手锁紧块通过螺钉固定在底板上，前丝杆穿过把手锁紧块，并有一道槽和中间的孔相通，前丝杆的前端与一个手轮固定连接，旋紧手轮后可使前丝杆不能转动；另有四个端盖通过螺钉与两根导杆固定连接，端盖贴合在导杆支座表面，实现导杆的轴向定位，导杆与四块直线滑块滑配，四块直线滑块分别与两块滑板固定连接。

所述上下移动机构的结构是：一个底板与支撑板通过螺钉相连；有一根长丝杆，一个手轮与长丝杆固定连接；另有2根导杆，导杆两端分别伸入导杆支座的孔中；另有四个端盖通过螺钉与导杆固定连接，端盖贴合在导杆支座表面，实现导杆的轴向定位；长丝杆上匹配一个螺母组件；有4个直线滑块与导杆滑配，该四个直线滑块及一个螺母组件通过螺钉与横向移动机构的底板固定连接。

所述径向测量部件的结构是：一根支撑杆固定于底座上，并有三个活动关节，在支撑杆末端固定一个直线传感器。

本发明与现有技术相比较，具有如下明显的实质性特点与优势：

1.  采用横向移动机构与上下移动机构联合调节测头的位置，方便测量不同外径和高度的电机换向器；

2.  该装置的双头电极部件的两个测头之间的距离可以调节，可以适应不同电机换向器的片间距离；

3.  装置可以在电机换向器转动过程中对其耐压性能进行测量，通过在软件界面中设置电流阈值，可以对超过该电流阈值的地方进行报警并记录发生报警的金属片位置；

4.  通过采取各种方法，现已能在电机换向器转动过程中对其进行绝缘性能测试，自动报警并记录不满足技术要求的某两片金属片位置；

5.  在测量电机换向器径向圆跳动时，考虑到回转工作台的制造误差给测量带来的误差，采取了先对回转台的轴座进行测量，得到的数据作为对修正数据，这样就使得最终所得到的电机换向器径向圆跳动的数据准确可靠。

6.  该装置软件操作简单，界面人性化，一般技术人员均能操作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为图1的俯视图；

图3为双头电极部件结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为横向移动机构结构示意图；

图6为上下移动机构示意图；

图7为检测电机换向器径向圆跳动时直线传感器安装原理图；

图8为控制系统原理框图。

具体实施方式

本发明的优先实施例结合附图详述如下：

实施例一：参见图1和图2，在回转工作台1旁边装有减速电机，减速电机通过皮带连接光电编码器8，用来读取转动角度值。在底座上装有直线移动装置，直线移动装置主要包括支撑板6、减速电机7、丝杆10、导杆11、限位开关12，它可以带动整个测量装置的直线移动，方便电机换向器的装夹与卸载；直线移动装置通过支撑板6连接上下移动机构5，上下移动机构5可通过摇动手轮实现上下平动；上下移动机构5通过滑板与横向移动机构4相连，横向移动机构4伸出一根前臂13，前臂13上装有双头电极部件3。

实施例二：本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：所述双头电极部件3，参见图3和图4，301为电极头，302为连接螺母，303为电极杆，304为摆臂，305为涡杆，306为涡轮，307为螺杆，308为手轮，309为支架，310为滑座，311为滑轨，312为手柄。双头电极部件固定在前臂13上，当前臂13靠近电机换向器2后，可通过旋转滑座上的螺母使滑座在滑轨上移动，从而使电极头301接触电机换向器的金属片。一个电极头与摆臂304连接，摆臂304与涡轮306通过螺钉连接，旋转手轮308时，可以带动涡轮306，进而使摆臂304绕另一个电极头的轴线转动，从而改变两电极头之间的水平距离满足不同规格电机换向器片间距离的尺寸要求。

参见图5，401为横向移动机构导杆，402为后丝杆，403为横向移动机构底板，404为直线滑块，405为螺母组件，406为丝杆支座，407为联轴器，408为滑板，，409为前丝杆，410为导杆座，411为把手锁紧块，412为手轮。两根导杆401有2个导杆座支撑，4个直线滑块404套在导杆上，滑板408与直线滑块404及螺母组件405通过螺钉固定连接。前丝杆409一端套在滚动轴承上，并套入导杆座410，前丝杆409顶部与手轮412通过螺钉固定连接，前丝杆409的另一端套在另一个滚动轴承上，滚动轴承由丝杆支座406支撑。后丝杆402两端通过2个滚动轴承分别与导杆座410与丝杆支座406嵌套。前丝杆409与后丝杆402通过联轴器407连接。

所述上下移动机构5，参见图6，501为手轮，502为把手锁紧块，503为长丝杆，504为螺母组件，505为直线滑块，506为导杆支座，507为上下移动机构底板，508为上下移动机构导杆。导杆508两端分别有导杆支座506支撑，长丝杆503一端与手轮501固定连接，横向移动机构底板403通过螺钉与四个直线滑块505、螺母组件504固定连接，转动手轮501就可转动长丝杆503，从而使横向移动机构底板403实现上下移动。

所述径向测量部件15，参见图7，将径向跳动测量传感器15装夹好并调整位置，使其测头抵住电机换向器，径向跳动测量传感器15的输出与控制柜相连，随后即可启动电机，使电机换向器2匀速转动，在控制柜的显示器上可以看到电机换向器2的径向跳动曲线。

本发明的工作原理：将电机换向器2装夹在回转工作台1上，电机换向器2可在减速电机带动下随回转工作台一同作回转运动，脉冲编码器与电机通过皮带连接，用来检测回转台角度位置。另一个减速电机驱动直线移动装置，使其靠近电机换向器。通过转动上下移动机构与横向移动机构的手轮调节检测装置与电机换向器的位置，使双头电极接触电机换向器的金属片。双头电极的两极连接高压试验仪，当电机换向器的两片之间的介电强度无法达到要求时，回路中的漏电流将超过设定值，随后产生报警，并记录发生报警的电机换向器位置。

测量径向圆跳动时，在电机换向器2装夹在回转工作台1上之前，先用直线传感器5对回转工作台的芯轴进行测量，得到回转工作台的径向圆跳动误差数据，然后将电机换向器2装夹在回转工作台1上，再测量电机换向器2的径向圆跳动，并用该数据减去误差就能得到准确的电机换向器2的径向圆跳动数据。

参见图8，根据试验和检测要求，装置分机械、电气两部分组成：

机械部分由机架部件、回转台部件、电机与编码器安装部件、双头电极部件、半周电极部件、径向测量部件组成。半周电极部件是试验电压的零位电极可在电机换向器的径向方向移动以适应不同直径的电机换向器。径向测量部件安装径向跳动测量传感器。

电气部分由三部分组成：数据采集控制板、高压试验机、计算机。数据采集板控制回转台的电机运动和采集回转台编码器角度信号与径向跳动测量传感器的位移信号，并根据回转台角度位置信号输出控制试验电压的开关信号给高压试验机。

高压试验机产生试验高压，由数据采集控制板的控制信号，控制输出到电极的电压。在加压期间如电极击穿则发生报警信号。

    本装置在下述方面有调整余地：

1.  从横向移动机构伸出的两个臂之间的距离可以通过旋转首轮来调节，方便测量不同直径的电机换向器；

2.  可以通过上下移动机构的手轮来调节测量装置的高度位置，方便测量不同高度的电机换向器；

3.  双头电极两个测头之间的距离可以通过一个旋钮来调节，以满足不同规格电机换向器片间距离的尺寸要求；

可以通过软件界面中设置电机换向器电极数，相邻电极高度允差，电机换向器径向圆跳动误差，片间漏电流允许值等参数，以便满足不同技术要求的电机换向器。

Claims (5)

1.一种电机换向器检测装置，包括底座（17）、直线移动装置（18）、双头电极部件（3）、横向移动机构（4）、上下移动机构（5）、径向测量部件（15），其特征在于： 

在所述底座（17）上安装一个直线移动装置（18）；

在所述的直线移动装置（18）上安装一个上下移动机构（5）；

在所述上下移动机构（5）上安装一个横向移动机构（4）；

所述横向移动机构（4）伸出一个前臂（13），所述双头电极部件（3）安装于前臂（13）上；

在所述底座（17）上伸出一根支撑杆（16），用来固定一个径向测量部件（15）。

2.根据权利要求1所述的电机换向器检测装置，其特征在于所述双头电极部件（3）的结构是：包括涡轮（306）、蜗杆（305）、摆臂（304）和2个电极头（301），涡轮（306）与转轴间由一个平键实现周向定位，由挡圈和隔圈实现轴向定位，一个前支承和一个后支承通过螺钉与一个支架（309）连接；支架（309）有螺纹孔，该螺纹孔与一根丝杆（307）相配合，一个旋转滑座（310）上的手柄（312）可使丝杆（307）转动从而使滑座（310）在滑轨（311）上移动，使电极头（301）接触换向器（2）的金属片；支架（309）上部装有一根蜗杆（305），该蜗杆（305）一端与所述涡轮（306）啮合，另一端与一个手轮（308）固定连接，转动该手轮（308），则使蜗杆（305）转动，驱动涡轮（306）转动，从而带动摆臂（304）摆动，则使一个电极头（301）绕另一个电极头转动而改变两电极头之间的水平距离来满足不同规格电机换向器片间距离的要求。

3.根据权利要求1所述的电机换向器检测装置，其特征在于所述横向移动机构（4）的结构是：一块底板（403）与上下移动机构（5）通过螺钉固定连接，用来支撑横向移动机构（4）并带动整个横向移动机构（4）的上下运动；有前后2根丝杆（409、402），它们旋向相反，分别与2个螺母相配，该两根丝杆（409、402）末端通过一个联轴器（407）连接；有两个滑板（408）分别与1个螺母座（405）和2个直线滑块（404）通过内六角螺钉连接，所述前臂（13）和一个后臂（9）通过螺钉分别固定于两个滑板（408）上；一个把手锁紧块（411）通过螺钉固定在底板（403）上，前丝杆（409）穿过把手锁紧块（411），并有一道槽和中间的孔相通，前丝杆（409）的前端与一个手轮（412）固定连接，旋紧手轮（412）后可使前丝杆不能转动；另有四个端盖通过螺钉与两根导杆（401）固定连接，端盖贴合在导杆支座表面，实现导杆（401）的轴向定位，导杆（401）与四块直线滑块（404）滑配，四块直线滑块（404）分别与两块滑板（408）固定连接。

4.根据权利要求1所述的电机换向器检测装置，其特征在于所述上下移动机构（5）的结构是：一个底板（507）与支撑板（6）通过螺钉相连；有一根长丝杆（503），一个手轮（501）与长丝杆（503）固定连接；另有2根导杆（508），导杆（508）两端分别伸入导杆支座（506）的孔中；另有四个端盖通过螺钉与导杆（508）固定连接，端盖贴合在导杆支座（506）表面，实现导杆（508）的轴向定位；长丝杆（503）上匹配一个螺母组件（504）；有4个直线滑块（505）与导杆（508）滑配，该四个直线滑块（505）及一个螺母组件（504）通过螺钉与横向移动机构的底板（403）固定连接。

5.根据权利要求1所述的电机换向器检测装置，其特征在于所述径向测量部件（15）的结构是：一根支撑杆（16）固定于底座（17）上，并有三个活动关节，在支撑杆（16）末端固定一个直线传感器（15）。

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