CN103134734B - 用于碳刷磨损分析的试验机 - Google Patents

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Abstract

一种用于碳刷磨损分析的试验机,第一平带轮固定在电机输出轴上,第二平带轮固定在驱动主轴的一端,第一平带轮与第二平带轮通过平带传动,分隔板固定在机架上;复合运动实现模块共有M组,往复直线运动实现模块和进给运动实现模块由同一凸轮驱动,凸轮固定在凸轮轴上且通过同步带传送机构由驱动主轴驱动,往复直线运动实现模块包括第一连杆和滑块装置,进给运动实现模块中,凸轮滚子与第二连杆一端铰接且压在凸轮外边缘上,第二连杆的另一端铰接在机架上,第三连杆一端与第二连杆中部铰接,第三连杆另一端与碳刷夹持装置固定板铰接,碳刷夹持装置固定板两端通过固定板板簧固定在机架上。本发明有效模拟了单向直线运动碳刷的磨损工况。

Description

用于碳刷磨损分析的试验机
技术领域
本发明涉及摩擦磨损试验机领域,尤其是一种用于碳刷等金属块的磨损分析的试验机。
背景技术
随着自动化生产的不断发展,碳刷除了在电动机上得到广泛应用外,在其他场合的应用也越来越多。频繁的通断电、正压力和工作环境中各种不可避免的润滑等都会使碳刷产生磨损,在某些特殊的场合,碳刷的磨损速度远超想象,影响了生产效率。
现有的关于碳刷磨损的试验机,主要有转动式和往复式,往复式无法实现碳刷的单向磨损,转动式虽可实现碳刷的单向磨损,但并不能完全模拟单向直线运动碳刷的磨损工况。迄今为止,并未找到类似的适用于单向直线运动碳刷工况模拟的磨损试验机。
发明内容
为了克服现有的碳刷磨损试验机无法模拟单向直线运动碳刷工况、无法分析碳刷磨损问题的不足,本发明提出了一种用于碳刷磨损分析的试验样机,其主要模拟了单向直线运动碳刷的磨损工况,可实现不同的速度和正压力组合,针对特定的速度和正压力,添加不同的润滑剂或者不同材料做对比试验和对照试验,且每一种组合下都可以有多个样本,避免了偶然误差影响,由此可达到全面的分析和碳刷的磨损问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种用于碳刷磨损分析的试验机,包括机架、电机、主传动机构、分隔板和碳刷夹持装置,所述电机固定在机架上,所述主传动机构包括第一平带轮、平带、第二平带轮、驱动主轴、同步带、第一同步带轮和第二同步带轮,所述第一平带轮固定在所述电机输出轴上,所述第二平带轮固定在驱动主轴的一端,所述第一平带轮与所述第二平带轮通过所述平带传动,所述分隔板固定在机架上;所述试验机还包括复合运动实现模块,所述复合运动实现模块共有M组,M为大于2的自然数,所述复合运动实现模块包括往复直线运动实现模块、进给运动实现模块和凸轮,所述往复直线运动实现模块和所述进给运动实现模块由同一凸轮驱动,所述凸轮固定在凸轮轴上且通过同步带传送机构由驱动主轴驱动,所述往复直线运动实现模块包括第一连杆和滑块装置,所述滑块装置包括第一连杆连接块、直线导轨、直线导轨座和碳刷导条,所述第一连杆连接块一端与第一连杆铰接,所述第一连杆连接块另一端固定在所述直线导轨上,所述直线导轨可上下滑动地安装在固定导轨座上,所述直线导轨座布置在所述直线导轨的两端且固定在所述机架上,所述进给运动实现模块包括凸轮滚子、第二连杆、第三连杆、碳刷夹持装置固定板和固定板板簧,所述凸轮滚子与第二连杆一端铰接且压在所述凸轮外边缘上,所述第二连杆的另一端铰接在机架上,所述第三连杆一端与所述第二连杆中部铰接,所述第三连杆另一端与碳刷夹持装置固定板铰接,所述碳刷夹持装置固定板两端通过固定板板簧固定在机架上。
进一步,所述凸轮轴两端装有带座轴承并通过带座轴承固定在机架上且布置于驱动主轴的下方。
更进一步,所述驱动主轴中间安装有M个第一同步带轮,所述凸轮轴中间安装有第二同步带轮,所述第一同步带轮和所述第二同步带轮通过所述同步带传动。
再进一步,所述驱动主轴由第一驱动轴和第二驱动轴组成,第一驱动轴有1根,第二驱动轴为M-1根,所述第一驱动轴末端固定有第二平带轮,所述第一驱动轴和所述第二驱动轴两端装有带座轴承并通过带座轴承固定在机架上,所述第一驱动轴和所述第二驱动轴之间以及所述第二驱动轴两两之间通过联轴器连接。
优选的,所述分隔板共有2M块,所述分隔板分别布置于每一复合运动实现模块两端。
所述复合运动实现模块各组间的运动相位差为360/M度。
所述凸轮的廓线由高阶曲线拟合生成,所述凸轮上还开有用于与所述第一连杆连接的阶梯孔,在所述凸轮上开有用以减小转动惯性矩的槽。
所述直线导轨均匀布置着至少两个碳刷导条。
所述碳刷夹持装置包括夹持基板、夹持装置板簧固定块、夹持装置板簧、夹持装置板簧压块、碳刷夹持块、碳刷固定块、压簧和压簧固定块,所述夹持装置板簧固定块固定在所述夹持基板上,所述夹持装置板簧通过所述夹持装置板簧压块固定在所述夹持装置板簧固定块上,所述碳刷夹持块通过夹持装置板簧压块与夹持装置板簧的另一端连接,碳刷通过所述碳刷固定块固定在所述碳刷夹持块,所述碳刷夹持块上存在适合固定压簧的结构且以此结构与压簧连接,压簧的另一端固定与所述压簧固定块上,所述压簧固定块通过螺栓固定在所述夹持基板的长槽内。
本发明的有益效果是:此种用于碳刷磨损分析的试验样机,模拟了单向直线运动的碳刷磨损工况,可实现不同的速度和正压力组合,针对特定的速度和正压力,可以添加不同的润滑剂或者不同材料做对比试验和对照试验,且每一种组合下都可以有多个样本,避免了偶然误差影响,保证了对碳刷磨损的全面的分析和研究。
附图说明
图1是用于碳刷磨损分析的试验样机整体结构示意图。
图2是本发明的试验样机另一方向整体结构示意图。
图3是本发明复合运动实现模块的局部示意图。
图4是本发明复合运动实现模块的结构示意图。
图5是本发明碳刷夹持装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
参照图1~图5,一种用于碳刷磨损分析的试验机,包括机架1,电机2,主传动机构3,分隔板7和碳刷夹持装置5-5,所述电机2固定在机架1上,所述主传动机构包括第一平带轮3-1,平带3-2,第二平带轮3-3,驱动主轴,同步带3-6,第一同步带轮3-7,第二同步带轮3-8,所述第一平带轮3-1固定在所述电机2输出轴上,所述第二平带轮3-3固定在驱动主轴的一端,所述第一平带轮3-1与所述第二平带轮3-3通过所述平带3-2传动,所述分隔板7固定在机架1上;所述试验机还包括复合运动实现模块10,所述复合运动实现模块共有4组,且各组间的运动相位差为90度,所述复合运动实现模块包括往复直线运动实现模块4、进给运动实现模块5和凸轮6,所述往复直线运动实现模块4和所述进给运动实现模块5由同一凸轮6驱动,所述凸轮6固定在凸轮轴8上且通过同步带传送机构由驱动主轴驱动,所述往复直线运动实现模块4包括第一连杆4-1和滑块装置4-2,所述滑块装置4-2包括第一连杆连接块4-2-1,直线导轨4-2-2,直线导轨座4-2-3,碳刷导条4-2-4,所述第一连杆连接块一端与第一连杆4-1铰接,另一端固定在所述直线导轨4-2-2上,所述直线导轨安装在固定导轨座4-2-3上且可以在固定导轨座4-2-3中上下滑动,所述直线导轨座4-2-3布置在所述直线导轨4-2-2的两端且固定在所述机架1上,5个碳刷导条4-2-4安装在所述直线导轨上;所述进给运动实现模块5包括凸轮滚子5-1,第二连杆5-2,第三连杆5-3,碳刷夹持装置固定板5-4和固定板板簧5-7,所述凸轮滚子5-1与第二连杆5-2一端铰接且压在所述凸轮6外边缘上,所述第二连杆5-2的另一端铰接在机架1上,所述第三连杆5-3一端与所述第二连杆5-2中部铰接,所述第三连杆5-3另一端与碳刷夹持装置固定板5-4铰接,所述碳刷夹持装置固定板两端通过固定板板簧5-7固定在机架上。
所述驱动主轴可由第一驱动轴3-4和第二驱动轴3-5组成,第一驱动轴有1根,第二驱动轴为3根,所述第一驱动轴3-4末端固定有第二平带轮3-3,所述第一驱动轴3-4和所述第二驱动轴3-5两端装有带座轴承并通过带座轴承固定在机架1上,所述第一驱动轴3-4和所述第二驱动轴3-5之间以及所述第二驱动轴3-5两两之间通过联轴器连接。
所述凸轮轴8两端装有带座轴承并通过带座轴承固定在机架1上且布置于驱动主轴的下方。
所述第一驱动轴或第二驱动轴上第一同步带轮3-7,所述凸轮轴8中间安装有第二同步带轮3-8,所述第一同步带轮3-7和所述第二同步带轮3-8通过所述同步带3-6传动。
所述分隔板7共有8块,分别布置于每一复合运动实现模块两端。
所述凸轮6的廓线由5阶曲线拟合生成,所述凸轮6上还开有阶梯孔用于与所述第一连杆连接且在所述凸轮6上按一定规律开有若干槽用以减小转动惯性矩。
所述碳刷夹持装置固定板5-4上均匀分布着5个碳刷夹持装置5-5,所述碳刷夹持装置5-5与所述碳刷导条4-2-4一一对应。
所述碳刷夹持装置5-5包括夹持基板5-5-1,夹持装置板簧固定块5-5-2,夹持装置板簧5-5-3,夹持装置板簧压块5-5-4,碳刷夹持块5-5-5,碳刷固定块5-5-6,压簧5-5-7,压簧固定块5-5-8,所述夹持装置板簧固定块5-5-2固定在所述夹持基板5-5-1上,所述夹持装置板簧5-5-3通过所述夹持装置板簧压块5-5-4固定在所述夹持装置板簧固定块5-5-2上,所述碳刷夹持块5-5-5通过夹持装置板簧压块5-5-4与夹持装置板簧5-5-3的另一端连接,碳刷通过所述碳刷固定块5-5-6固定在所述碳刷夹持块5-5-5,所述碳刷夹持块上存在适合固定压簧的结构且以此结构与压簧连接,压簧的另一端固定与所述压簧固定块5-5-8上,所述压簧固定块5-5-8通过螺栓固定在所述夹持基板5-5-1的长槽内。
本实施例中, 用于碳刷磨损分析的试验样机的工作原理如下:设定好电机转速,根据接触正压力确定碳刷夹持装置的压簧的劲度系数,根据实际需求可以在不同组别选择不同的材料的碳刷或者添加不同的润滑剂;试验样机运转时,凸轮驱动往复运动机构向某一特定方向运动时,同时驱动碳刷夹持装置固定板向靠近碳刷导条的方向运动特定的距离,实现碳刷和碳刷导条的接触和磨损,当往复运动机构向另一方向运动时,碳刷夹持装置固定板在板簧的作用下复位,在碳刷和碳刷导条接触的过程中,往复运动机构的速度虽不是常数,但速度波动在一个小且合理的范围内。

Claims (9)

1.一种用于碳刷磨损分析的试验机,其特征在于:包括机架、电机、主传动机构、分隔板和碳刷夹持装置,所述电机固定在机架上,所述主传动机构包括第一平带轮、平带、第二平带轮、驱动主轴、同步带、第一同步带轮和第二同步带轮,所述第一平带轮固定在所述电机输出轴上,所述第二平带轮固定在驱动主轴的一端,所述第一平带轮与所述第二平带轮通过所述平带传动,所述分隔板固定在机架上;所述试验机还包括复合运动实现模块,所述复合运动实现模块共有M组,M为大于2的自然数,所述复合运动实现模块包括往复直线运动实现模块、进给运动实现模块和凸轮,所述往复直线运动实现模块和所述进给运动实现模块由同一凸轮驱动,所述凸轮固定在凸轮轴上且通过同步带传送机构由驱动主轴驱动,所述往复直线运动实现模块包括第一连杆和滑块装置,所述滑块装置包括第一连杆连接块、直线导轨、直线导轨座和碳刷导条,所述第一连杆连接块一端与第一连杆铰接,所述第一连杆连接块另一端固定在所述直线导轨上,所述直线导轨可上下滑动地安装在直线导轨座上,所述直线导轨座布置在所述直线导轨的两端且固定在所述机架上,所述进给运动实现模块包括凸轮滚子、第二连杆、第三连杆、碳刷夹持装置固定板和固定板板簧,所述凸轮滚子与第二连杆一端铰接且压在所述凸轮外边缘上,所述第二连杆的另一端铰接在机架上,所述第三连杆一端与所述第二连杆中部铰接,所述第三连杆另一端与碳刷夹持装置固定板铰接,所述碳刷夹持装置固定板两端通过固定板板簧固定在机架上。
2.如权利要求1所述的用于碳刷磨损分析的试验机,其特征在于:所述凸轮轴两端装有带座轴承并通过带座轴承固定在机架上且布置于驱动主轴的下方。
3.如权利要求1或2所述的用于碳刷磨损分析的试验机,其特征在于:所述驱动主轴中间安装有M个第一同步带轮,所述凸轮轴中间安装有第二同步带轮,所述第一同步带轮和所述第二同步带轮通过所述同步带传动。
4.如权利要求1或2所述的用于碳刷磨损分析的试验机,其特征在于:所述驱动主轴由第一驱动轴和第二驱动轴组成,第一驱动轴有1根,第二驱动轴为M-1根,所述第一驱动轴末端固定有第二平带轮,所述第一驱动轴和所述第二驱动轴两端装有带座轴承并通过带座轴承固定在机架上,所述第一驱动轴和所述第二驱动轴之间以及所述第二驱动轴两两之间通过联轴器连接。
5.如权利要求1或2所述的用于碳刷磨损分析的试验机,其特征在于:所述分隔板共有2M块,所述分隔板分别布置于每一复合运动实现模块两端。
6.如权利要求1或2所述的用于碳刷磨损分析的试验机,其特征在于:所述复合运动实现模块各组间的运动相位差为360/M度。
7.如权利要求1或2所述的用于碳刷磨损分析的试验机,其特征在于:所述凸轮的廓线由高阶曲线拟合生成,所述凸轮上还开有用于与所述第一连杆连接的阶梯孔,在所述凸轮上开有用以减小转动惯性矩的槽。
8.如权利要求1或2所述的用于碳刷磨损分析的试验机,其特征在于:所述直线导轨均匀布置着至少两个碳刷导条。
9.如权利要求1所述的用于碳刷磨损分析的试验机,其特征在于:所述碳刷夹持装置包括夹持基板、夹持装置板簧固定块、夹持装置板簧、夹持装置板簧压块、碳刷夹持块、碳刷固定块、压簧和压簧固定块,所述夹持装置板簧固定块固定在所述夹持基板上,所述夹持装置板簧通过所述夹持装置板簧压块固定在所述夹持装置板簧固定块上,所述碳刷夹持块通过夹持装置板簧压块与夹持装置板簧的另一端连接,碳刷通过所述碳刷固定块固定在所述碳刷夹持块,所述碳刷夹持块上存在适合固定压簧的结构且以此结构与压簧连接,压簧的另一端固定与所述压簧固定块上,所述压簧固定块通过螺栓固定在所述夹持基板的长槽内。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104007386B (zh) * 2014-05-28 2016-08-31 中广核核电运营有限公司 发电机转子绝缘测量装置综合离线试验平台
KR101938080B1 (ko) * 2017-08-07 2019-04-12 재단법인 한국기계전기전자시험연구원 모터 브러쉬 내구성 시험장치
CN112229875B (zh) * 2020-10-28 2021-08-06 郝建波 一种建筑工程机械旋转电刷性能试验装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2560383A1 (fr) * 1983-12-07 1985-08-30 Vilette Laboratoires H Procede et machine d'essai a l'abrasion
CN2243654Y (zh) * 1995-06-30 1996-12-25 蔡进辉 自耦变压器碳刷磨损感测装置
CN1987410A (zh) * 2006-12-15 2007-06-27 吉林大学 一种小样缩比台架摩擦试验机
CN101881718A (zh) * 2010-06-30 2010-11-10 重庆长安汽车股份有限公司 弱混起动电机电刷磨损检测方法及检测装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01142474A (ja) * 1987-11-30 1989-06-05 Hitachi Chem Co Ltd カーボンブラシの性能評価法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2560383A1 (fr) * 1983-12-07 1985-08-30 Vilette Laboratoires H Procede et machine d'essai a l'abrasion
CN2243654Y (zh) * 1995-06-30 1996-12-25 蔡进辉 自耦变压器碳刷磨损感测装置
CN1987410A (zh) * 2006-12-15 2007-06-27 吉林大学 一种小样缩比台架摩擦试验机
CN101881718A (zh) * 2010-06-30 2010-11-10 重庆长安汽车股份有限公司 弱混起动电机电刷磨损检测方法及检测装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP平1-142474A 1989.06.05 *

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