CN104764388B - 一种直流电动机换向器用摆度测量装置 - Google Patents

Abstract

一种直流电动机换向器用摆度测量装置，在百分表的轴套处套接设置有一轴套夹具组件，百分表的测量杆的杆身上套接设置有一测量杆夹具组件，百分表的测量头的下部设置有一摆动测量杆组件，这三个组件的外部设置有一整体定位构件，将上述三个组件整合固定于百分表的下部，形成一完整的测量组件。本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置能对直流电机换向器摆度进行测量，为确定换向器的修磨量提供准确依据，既能节省大量的测量时间，有效地提高了作业效率，又能消除过大的测量误差，减少换向器的过多修磨量，延长换向器的使用寿命。本发明适用于直流电动机的摆度检测领域。

Description

一种直流电动机换向器用摆度测量装置

技术领域

本发明涉及一种测量装置，尤其涉及一种应用于直流电动机的换向器组件上的用于测量其摆度的装置。

背景技术

目前，在冶金、铁路、矿山、造纸等行业中广泛使用到了一种直流电动机，尤其是钢铁生产企业中的冷轧、热轧等用于轧钢机中还使用到了大中型的直流电动机，由于这些企业的特殊性，对直流电动机的要求较高，故这些直流电动机绝大多数都是从国外进口的。直流电机在运行过程中，换向故障是最主要、也是最难处理的故障。换向故障引起的换向火花偏大的原因，可以分为机械、电磁、化学、环境等许多复杂的因素，其中机械原因中较为常见的是换向器摆度偏大。换向器的摆度包括不同心度、椭圆度及个别换向片或片间云母片的凸出等。当换向器的同心度、椭圆度超差引起的换向器摆度超过换向器的允许值时，必须修磨或车削换向器表面。

现有技术下的直流电动机换向器摆度的测量工具有以下几部分组成：百分表，连杆，锁紧扣、吸盘底座等组成，换向器摆度的测量方法；将吸盘底座安装在的内侧挡板上，吸盘底座、连杆之间通过锁紧扣锁紧，百分表安装在连杆端部位置，以直流电机换向器表面的换向片组为基准，测量换向器摆度。

使用这种测量装置时采用盘车的方法旋转电机传动侧出轴，百分表测量头在通过顺时针换向片组时，由于换向片间的云母被刮至某一深度，因此通常的百分表不能用来连续的测量，而只能测量一片后提起百分表挡帽再放下测量另一片，用这种测量不仅时间较长，而且精度低。一台大型的直流电机，如5000KW直流电机换向器表面的换向片大约为1180-1260片左右，测量一圈（包括对每片数值的记录时间）的话至少需要6小时左右，而通常测量换向器的摆度值需要取几个不同的位置，花费时间就更多，而且百分表的测量位置放在最左侧刷握的下方，为了获取准确的数值，百分表还应放在其它刷握的下方位置，用同样的方法进行测量，由此可见，原有的测量工具不仅时间较长，而且精度低，不利于换向器修磨量的精度控制，修理质量难以保证。为保证换向器摆度的测量精度必须对原有定心工具进行改进。

发明内容

为了解决现有技术下的对直流电动机换向器摆度的测量速度慢，测量精度差，不利于换向器修磨量的精度控制，修理质量难以保证的问题，本发明提供了一种直流电动机换向器用摆度测量装置，既便于操作使用、有效降低劳动强度、节省大量时间，又能减少换向器的修磨量，延长换向器的使用寿命，降低检修费用，且能保证直流电机换向器摆度的测量精度。

本发明的技术方案如下：

一种直流电动机换向器用摆度测量装置，包括一百分表，该百分表的下部顺序连接轴套、测量杆和测量头，其特征在于：

所述的百分表的轴套处套接设置有一轴套夹具组件；

所述的百分表的测量杆的杆身上套接设置有一测量杆夹具组件；

所述的百分表的测量头的下部设置有一摆动测量杆组件。

根据本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置，其特征在于，所述的轴套夹具组件包括轴套夹具本体和夹具固定用内六角螺丝，其中，轴套夹具本体中心开设有从上至下贯通夹具本体的通孔，轴套夹具本体一侧同样开设有从上至下贯通轴套夹具本体、并与通孔相通的通槽，在轴套夹具本体上横向开设有贯通通槽两侧的螺纹孔，将夹具固定用内六角螺丝穿过该螺纹孔及通槽并旋紧，即控制了整个轴套夹具组件对轴套的夹紧力。

根据本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置，其特征在于，所述的通孔可脱卸式的将轴套内置。

根据本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置，其特征在于，所述的测量杆夹具组件包括两块半圆柱状的且带有内凹圆弧通槽的测量杆夹具本体和紧固螺栓，其中两块测量杆夹具本体的内凹圆弧通槽两两相对，形成一套管状的测量杆夹具本体。

根据本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置，其特征在于，所述的测量杆夹具本体的上部设置有上部支架，上部支架为箍状，其两侧开有定位孔，紧固螺栓分别穿过该定位孔将两块测量杆夹具本体夹紧固定于测量杆的中部。

根据本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置，其特征在于，所述测量杆夹具本体下部的中间位置开设有一连杆定位孔。

根据本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置，其特征在于，所述的摆动测量杆组件包括连杆和摆动片，其中连杆的上半部分旋入测量杆夹具本体的内凹圆弧通槽两两相对形成的套管的下部孔洞内并与测量头的下端接触，再用螺栓旋入连杆定位孔将连杆的上部固定，在连杆的底部设置有一弧形的摆动片。

根据本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置，其特征在于，所述连杆的上端开设有圆弧槽，该圆弧槽卡入测量头的下端，圆弧槽与测量头的下端相互配合。

根据本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置，其特征在于，所述的轴套夹具组件、测量杆夹具组件和摆动测量杆组件，这三个组件的组合形成一完整的测量组件，在测量组件的外部设置有一整体定位构件，该整体定位构件将整个测量组件固定于百分表的下部。

使用本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置获得了如下有益效果：

1.本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置不仅解决了在盘车的情况下，确保测量换向器摆度偏差的问题，使测量精度控制在0.01mm（1丝）内，而且可以满足直流电机在低速运行的条件下（换向器圆周速度≥15m/s），对直流电机换向器摆度进行连续测量；

2.本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置可采用多部位测量的方法，精确地测量出换向器摆度的最大值，为确定换向器的修磨量提供准确依据；既能节省大量的测量时间，有效地提高了作业效率，又能消除过大的测量误差，减少换向器的过多修磨量，延长换向器的使用寿命。

3.本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置同时能够准确地判断换向器摆度值原因，即将不同心度、椭圆度及个别换向片或片间云母片的凸出等原因中，引起电机换向火花偏大的原因准确地判断出来。

附图说明

图1为本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置的整体结构示意图；

图2为本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置的轴套夹具组件的整体结构示意图；

图3为本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置的测量杆夹具组件的整体结构示意图；

图4为本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置的摆动测量杆组件的整体结构示意图；

图5为本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置的具体安装使用效果图。

图中：1-百分表，2-轴套，3-测量杆，4-和测量头，5-整体定位构件，A-轴套夹具组件，A1-轴套夹具本体，A2-夹具固定用内六角螺丝，A11-通孔，A12-通槽，B-测量杆夹具组件，B1-测量杆夹具本体，B2-紧固螺栓，B11-上部支架，B12-连杆定位孔，C-摆动测量杆组件，C1-连杆，C2-摆动片，C11-圆弧槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置做进一步的描述。

如图1至图5所示，一种直流电动机换向器用摆度测量装置，包括一百分表1，该百分表的下部顺序连接了轴套2、测量杆3和测量头4；

百分表的轴套2处套接设置有一轴套夹具组件A；

百分表1的测量杆3的杆身上套接设置有一测量杆夹具组件B；

百分表1的测量头4的下部设置有一摆动测量杆组件C。

轴套夹具组件A包括轴套夹具本体A1和夹具固定用内六角螺丝A2，其中，轴套夹具本体中心开设有从上至下贯通夹具本体的通孔A11，轴套夹具本体一侧同样开设有从上至下贯通轴套夹具本体、并与通孔相通的通槽A12，在轴套夹具本体上横向开设有贯通通槽两侧的螺纹孔，将夹具固定用内六角螺丝穿过该螺纹孔及通槽并旋紧，即控制了整个轴套夹具组件对轴套的夹紧力。

通孔可脱卸式的将轴套2内置。

安装时，只需将轴套2插入轴套夹具组件A的轴套夹具本体A1的通孔A11内，然后将夹具固定用内六角螺丝穿过螺纹孔及通槽A12并旋紧，它与整体定位构件5之间配合紧密，确保在测量换向器摆度时不产生松动，消除测量误差，测量误差能有效可控制在0.01mm左右。而现有技术下的测量工具在测量换向器摆度时，百分表不能用来连续的测量，而只能顺序换向片组的一片后提起百分表的档帽17，再测量另一片，反复的提起、放下，容易引起连杆30及吸盘底座的产生相对滑动，造成定心数据偏差较大，通常在0.03-0.05mm左右。

测量杆夹具组件B包括两块半圆柱状的且带有内凹圆弧通槽的测量杆夹具本体B1和紧固螺栓B2，其中两块测量杆夹具本体的内凹圆弧通槽两两相对，形成一套管状的测量杆夹具本体。

测量杆夹具本体B1的上部设置有上部支架，上部支架为箍状，其两侧开有定位孔，紧固螺栓B2分别穿过该定位孔将两块测量杆夹具本体夹紧固定于测量杆的中部。

测量杆夹具本体B1下部的中间位置开设有一连杆定位孔B12。

紧固螺栓B2分别穿过定位孔将两块测量杆夹具本体B1与测量杆3的中部呈抱箍式夹紧固定，使测量杆夹具组件B与测量杆连成一体，可随着测量头上下移动，而测量杆夹具本体的下部的中间位置横向开设的连杆定位孔B12则用于固定下述的摆动测量杆组件C的连杆C1。

摆动测量杆组件C包括连杆C1和摆动片C2，其中连杆的上半部分旋入测量杆夹具本体B1的内凹圆弧通槽两两相对形成的套管的下部孔洞内并与测量头4的下端接触，再用螺栓旋入连杆定位孔B12将连杆的上部固定，在连杆的底部设置有一弧形的摆动片。

连杆C1的上端开设有圆弧槽C11，该圆弧槽卡入测量头的下端，圆弧槽与测量头的下端相互配合。

摆动测量杆组件C的的连杆C1选用铝合金材料，在连杆的上端开设有圆弧槽C11，它的作用是让百分表的测量头4准确地卡入圆弧槽内，使测量头不偏移，以确保测量精度，而安装时，当连杆的上半部分与测量头的下端接触时，百分表上的指针偏移量应在30左右（即0.30mm左右），停止旋动连杆，此时摆动片与百分表平行。

而摆动片C2选用PPR绝缘材料，其原因除了摆动片需要能精确的测量换向器的摆度变化范围以外还有以下原因：

1.摆动片在测量时与换向器表面的换向片组有轻微的压力，如果采用金属材料会划伤换向器表面的氧化膜；

2.换向器摆度的测量分为热态、冷态两种，在换向器圆周速度≥15m/s时，测量换向器摆度的热态与冷态值，用盘车的方法无法实现，电机必须在低速运行时才能实现。如果摆动片采用金属材料，它会与换向片之间产生短路现象，严重烧伤换向器表面，故摆动片必须选用绝缘材料。

而现有技术下的测量工具，在换向器圆周速度≥15m/s时，无法实现热态与冷态的测量。

另外，在测量时，摆动片的位置应与换向片组垂直。

轴套夹具组件A、测量杆夹具组件B和摆动测量杆组件C，这三个组件的组合形成一完整的测量组件，在测量组件的外部设置有一整体定位构件5，该整体定位构件将整个测量组件固定于百分表1的下部。

整体定位构件，优选用绝缘胶木材料，它的作用主要有：

1.将轴套夹具组件A、测量杆夹具组件B和摆动测量杆组件C固定在槽型固定板的凹槽内，确保在热态与冷态的测量过程中不产生测量误差；

2.整体定位构件为绝缘胶木材料，使得电机在低速运行时，整体定位构件与刷握之间是绝缘的，确保安装在整体定位构件内侧的本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置不与刷握接触，即避免短路现象发生，而现有技术下的测量工具，在电机低速运行时无法实现热态与冷态的测量。

实施例1

如图5所示，对2050主轧线F7主轧机的直流电机进行检测，其功率为5000KW，用本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置进行检测，步骤如下：

1.在停机的前提下，将本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置安装在换向器最上端一排刷握，方法如下：先将整体定位构件5安装在刷握的内侧，然后将整个本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置转入整体定位构件内，当百分表1上的指针发生偏移时，说明摆动片C2与换向器表面的换向片已接触；

2.直到百分表1上的指针偏移量到40-50左右（即0.40mm-0.50mm左右），停止移动。将百分表做零调，即旋转百分表上的表圈，使百分表上的指针读数调整至零位，用手提起、放下百分表上的挡帽数次，观察百分表的指针读数均返回到0位，说明本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置与槽型固定块之间配合紧密，没有相对滑动。

3.用盘车的方法，顺时针转动电机传动侧出轴，电机换向器的圆周速度在1-2m/s，让摆动片C2依次顺时针通过换向片组，观察百分表1上的指针的变化情况，并且做好记录。

4.使用上述的方法，将电机旋转一周，把百分表1的指针读数最大值记录下来。然后依次将本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置放入第2～4的刷握内，用上述的方法，将电机旋转一周，将百分表指针读数最大值记录下来；其中4组换向器摆度测量值分别为：0.11mm，0.09mm，0.13mm，0.15mm，其中换向器摆度最大一组为0.15mm。上述的测量方法对应“表一”属换向器圆周速度<15m/s时，热态情况下换向器摆度值。

换向器摆度的允许值范围

电机状态	换向器圆周速度≥15m/s	换向器圆周速度<15m/s
			热态	0.06mm	0.10mm
冷态	0.05mm	0.09mm

表1

从上述表1中可以看出4组测量值有3组超标，其中最大的一组超标50％左右，由此确定修磨方案，而采用原有的测量工具，测量1组至少需要6小时左右（该电机换向器表面的换向片数为1260片）。由此可见本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置，既能节省大量的测量时间，有效地提高了作业效率在90%以上，又能消除过大的测量误差，减少换向器的过多修磨量，延长换向器的使用寿命。

实施例2

对2050主轧线1#卷筒电机进行检测，步骤如下：

1.将百分表1的指针调整至0位。检查的方法采用电机低速旋转，电机换向器的圆周速度在25-30m/s左右，测量结果其最大值为0.04mm（4丝），用上述同样的方法将本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置放入第2至第4个刷握内数据的最大值分别为0.03mm0.04mm、0.02mm，即排除了换向器表面的摆度超标的原因。进一步分析查找，发现电机换向火花偏大振动原因是刷架松动，造成电刷中心线偏移引起换向火花偏大，该故障属于电磁原因引起的换向火花。由此可见，采用本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置可快速、准确地对运行过程中出现换向火花用新型摆度测量装置进行检测，根据测量的数据，来推断电机换向火花偏大故障原因，为故障快速判断及处理方法提供了可靠的依据。

本发明的一种直流电动机换向器用摆度测量装置不仅解决了在盘车的情况下，确保测量换向器摆度偏差的问题，使测量精度控制在0.01mm（1丝）内，而且可以满足直流电机在低速运行的条件下（换向器圆周速度≥15m/s），对直流电机换向器摆度进行测量；且本发明能精确地测量出换向器摆度的最大值，为确定换向器的修磨量提供准确依据；既能节省大量的测量时间，有效地提高了作业效率，又能消除过大的测量误差，减少换向器的过多修磨量，延长换向器的使用寿命，另外本发明能同时能够准确地判断换向器摆度值原因，即将不同心度、椭圆度及个别换向片或片间云母片的凸出等原因中，引起电机换向火花偏大的原因准确地判断出来。本发明适用于直流电动机的摆度检测领域。

Claims (4)

1.一种直流电动机换向器用摆度测量装置，包括一百分表(1)，该百分表的下部顺序连接轴套(2)、测量杆(3)和测量头(4)，其特征在于：

所述的百分表(1)的轴套(2)处套接设置有一轴套夹具组件(A)；

所述的百分表(1)的测量杆(3)的杆身上套接设置有一测量杆夹具组件(B)；

所述的百分表(1)的测量头(4)的下部设置有一摆动测量杆组件(C)；

所述的轴套夹具组件(A)包括轴套夹具本体(A1)和夹具固定用内六角螺丝(A2)，其中，轴套夹具本体中心开设有从上至下贯通夹具本体的通孔(A11)，轴套夹具本体一侧同样开设有从上至下贯通轴套夹具本体、并与通孔相通的通槽(A12)，在轴套夹具本体上横向开设有贯通通槽两侧的螺纹孔，将夹具固定用内六角螺丝穿过该螺纹孔及通槽并旋紧，即控制了整个轴套夹具组件对轴套的夹紧力；

所述的测量杆夹具组件(B)包括两块半圆柱状的且带有内凹圆弧通槽的测量杆夹具本体(B1)和紧固螺栓(B2)，其中两块测量杆夹具本体的内凹圆弧通槽两两相对，形成一套管状的测量杆夹具本体；

所述测量杆夹具本体(B1)下部的中间位置开设有一连杆定位孔(B12)；

所述的摆动测量杆组件(C)包括连杆(C1)和摆动片(C2)，其中连杆的上半部分旋入测量杆夹具本体(B1)的内凹圆弧通槽两两相对形成的套管的下部孔洞内并与测量头(4)的下端接触，再用螺栓旋入连杆定位孔(B12)将连杆的上部固定，在连杆的底部设置有一弧形的摆动片。

2.如权利要求1所述的一种直流电动机换向器用摆度测量装置，其特征在于，所述的测量杆夹具本体(B1)的上部设置有上部支架，上部支架为箍状，其两侧开有定位孔，紧固螺栓(B2)分别穿过该定位孔将两块测量杆夹具本体夹紧固定于测量杆的中部。

3.如权利要求1所述的一种直流电动机换向器用摆度测量装置，其特征在于，所述连杆(C1)的上端开设有圆弧槽(C11)，该圆弧槽卡入测量头的下端，圆弧槽与测量头的下端相互配合。

4.如权利要求1所述的一种直流电动机换向器用摆度测量装置，其特征在于，所述的轴套夹具组件(A)、测量杆夹具组件(B)和摆动测量杆组件(C)，这三个组件的组合形成一完整的测量组件，在测量组件的外部设置有一整体定位构件(5)，该整体定位构件将整个测量组件固定于百分表(1)的下部。