CN105424237B - 一种导电滑环磨损测量臂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导电滑环磨损测量臂，属于电接触滑动连接技术应用领域。该导电滑环磨损测量臂主体由铝合金制成，包括E形框架(10)、C形框架(12)、转矩测量臂(4)、主摆臂(1)和安装块(17)，各部分之间通过柔性铰链连接，配置压紧螺丝(5)、上电阻应变片(3)和引线，调节被测刷丝(7)与被测导电环(8)间的加载力，并测量加载力和摩擦力。本发明保护的导电滑环磨损测量臂具有结构简单紧凑，性能稳定及使用方便等优点。

Description

一种导电滑环磨损测量臂

技术领域

本发明涉及一种电接触磨损实验设备，特别涉及一种导电滑环磨损测量臂，属于电接触滑动连接技术领域。

背景技术

导电滑环是利用导电环与电刷之间的滑动接触，在固定座架转动部件与滚动或滑动部件之间传递电信号和电能传递的精密输电装置。用于相对转动的两个部件之间的有可靠电连接。它由电刷、导电环、绝缘材料、粘结材料、组合支架、精密轴承、防尘罩及其他导电滑环辅助件等组成。电刷采用贵金属合金材料，借助电刷的弹性压力与导电环环槽滑动接触来传递信号及电流。导电滑环根据其工作速度、通道数目、工作环境、工作电流及电压等不同而分为多种类型，应用在多种不同的领域。精密导电滑环被应用于尖端军事领域，是各种精密转台、离心机和惯导设备的关键器件。近几年已被广泛应用于安防、工厂自动化、电力、金融、仪表、航空、军事、运输、建筑等机电设备上。

为提高导电环的性能指标，需要对导电环与电刷之间的滑动接触的耐磨性及导电性进行研究。为此设计了试验台，模拟实际工况，试验台工作时，需要把被测导电环装着一个转轴上，电刷刷丝安装在测量臂上。试验电流从一根刷丝流入，通过导电环从另一根刷丝流出，实现被测刷丝与导电环带电磨损，试验同时还能测量实时摩擦力及传导电流及接触电阻，以便研究刷丝与导电环之间的磨损及电接触状况。

发明内容

本发明的目的提出一种要求测量臂既能安装被测刷丝，同时还能送电，另外还便于测出刷丝与导电环之间的摩擦力的装置。现有试验台上的电接触测量臂通常由十几个零件组成，而且每个试验台要两个电接触测量臂，每个电接触测量臂装一根被测刷丝，两根刷丝相对夹住被测导电环，其结构复杂，装配费事，一致性差，为此提出一种磨损测量臂与被测导电环配合能满足要求的一种整体式导电滑环磨损测量臂。

本发明的技术方案：

一种导电滑环磨损测量臂，导电滑环磨损测量臂主体由铝合金制成，包括E形框架10、C形框架12、转矩测量臂4、主摆臂1和安装块17，各部分之间用柔性铰链连接，配置压紧螺丝5、电阻应变片3和引线，调节被测刷丝7与被测导电环8间的加载力，并测量加载力和摩擦力；

在磨损试验时，被测导电环8安装在磨损试验机的转轴9上，与被测导电环8相接触的两根被测刷丝7通过压紧螺丝5安装在E形框架10上；四个压紧螺丝5与E形框架10间设有绝缘套6，使被测刷丝7与E形框架10间绝缘；从压紧螺丝5上引出的下引线13接到电阻测量仪或电流源上，用于测量接触电阻或加载工作电流。

E形框架10的平面侧中部通过双柔性铰链11与C形框架12连接，E形框架的上端通过单柔性铰链14与转矩测量臂4连接，转矩测量臂4上的腰型孔的左右外侧贴有电阻应变片3，并通过中引线15引出，用于测量摩擦力。

主摆臂1上端通过簧片式柔性铰19与安装块17连接，这种弹性很好的柔性铰链能适应安装位置误差。在主摆臂1的腰型孔的左右外侧贴有电阻应变片3，并通过上引线16引出，用于测量加载力。

安装块17上设有两个光孔和一个螺纹孔，光孔用于安装固定螺栓18；螺纹孔用于装配蝶形调节螺杆2，当旋转蝶形调节螺杆2时推动主摆臂1摆动，从而调节被测刷丝7与被测导电环8之间的加载力，该加载力使主摆臂1上的腰型孔薄壁处产生拉压应变，通过两片电阻应变片3差动应变检测加载力；被测导电环8的转动将被测刷丝7所受的摩擦力传递到E形框架10上，使E形框架10受附加转矩作用，由于双柔性铰链11摆动刚度很小，而转矩测量臂4通过单柔性铰链14承受主要摩擦力，转矩测量臂4上的腰型孔薄壁处会产生差动拉压应变，利用其上的对贴的两片电阻应变片可以测出摩擦力。

本发明的有益效果：本发明保护的导电滑环磨损测量臂具有结构简单紧凑，性能稳定及使用方便等优点。

附图说明

图1(a)为本发明导电滑环磨损测量臂装配主视图。

图1(b)为本发明导电滑环磨损测量臂装配左视图。

图2为绝缘套的局部放大图。

图3为导电滑环磨损测量臂轴测图。

图中：1主摆臂；2蝶形调节螺杆；3电阻应变片；4转矩测量臂；5压紧螺丝；6绝缘套；7被测刷丝；8被测导电环；9转轴；10 E形框架；11双柔性铰链；12 C形框架；13下引线；14单柔性铰链；15中引线；16上引线；17安装块；18固定螺栓；19簧片式柔性铰链。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例

将被测导电环8装在导电滑环磨损试验机的转轴9上后，两根被测刷丝7安装在E形框架10上。在导电环8转动的同时，加载电流从一根刷丝流入，经过被测导电环8从另一根刷丝流出。这样可模拟导电环与刷丝的带电磨损状态，如果将电阻测量仪的输入端分别接在这两根刷丝上，则可以测量磨损实验中的接触电阻。

本测量臂主体采用多个柔性铰链结构，可用10mm厚度的铝合金板线切割制成，包括E形框架10、C形框架12、主摆臂1及安装块17等，各部分之间用柔性铰链连接。

E形框架10的左中部用一个双柔性铰链11连接到C形框架12上，E形框架10的上部用一个单柔性铰链14连接到转矩测量臂4上，转矩测量臂4的腰型孔左右外侧贴两片电阻应变片，构成一个摩擦力测量传感器，用中引线15接到外部的传感器变送单元上；在竖直主摆臂1中部腰型孔左右外侧也贴两片电阻应变片3，构成一个加载力测量传感器，并连接上引线16。主摆臂1最上端通过簧片式柔性铰链19连接安装块17上，这种弹性良好的簧片式柔性铰链结构能适应两根刷丝7与导电环8之间的位置误差，保证两根被测刷丝7与被测导电环8之间受力均衡。

在安装块17有两个光孔及一个螺纹孔，两个固定螺栓18通过这两个光孔将安装块17固定在外界机体上；蝶形调节螺杆2与螺纹孔旋合，当旋转蝶形调节螺杆2时，蝶形调节螺杆2的向右顶动主摆臂1可以使其摆动，从而调节被测刷丝7与被测导电环8之间的加载力。被测刷丝7在与被测导电环8接触的摩擦力带动下，使E形框架10受附加转矩作用，由于双柔性铰链11易于摆动，而转矩测量臂4通过单柔性铰链14承受主要摩擦力，就能利用转矩测量臂4上的电阻应变片3可测出摩擦力。

E形框架10上有四个圆孔用于安装绝缘套6，四个绝缘套6内各安装一个压紧螺丝5，两根被测刷丝7通过这四个压紧螺丝5张紧并安装在E形框架10上，两根被测刷丝7与E形框架10之间电绝缘。在靠近的两个压紧螺丝5上引出两根下引线13，这两根下引线13在加载工作电流时接在恒流电源上，如果要测量被测刷丝7与被测导电环8之间的接触电阻，这两根导线则接在电阻测量仪上。

这样，用本导电滑环磨损测量臂能够实现摩损时加载力的调节及摩擦力的测量功能。

Claims (1)

1.一种导电滑环磨损测量臂，其特征在于，该导电滑环磨损测量臂主体由铝合金制成，包括E形框架(10)、C形框架(12)、转矩测量臂(4)、主摆臂(1)和安装块(17)，各部分之间通过柔性铰链连接，配置压紧螺丝(5)、电阻应变片(3)和引线，调节被测刷丝(7)与被测导电环(8)间的加载力，并测量加载力和摩擦力；

在磨损试验时，被测导电环(8)安装在磨损试验机的转轴(9)上，与被测导电环(8)相接触的两根被测刷丝(7)通过压紧螺丝(5)安装在E形框架(10)上；四个压紧螺丝(5)与E形框架(10)间设有绝缘套(6)，使被测刷丝(7)与E形框架(10)间绝缘；从压紧螺丝(5)上引出的下引线(13)与电阻测量仪或电流源连接，用于测量接触电阻或加载工作电流；

E形框架(10)的平面侧中部通过双柔性铰链(11)与C形框架(12)连接，E形框架(10)的上端通过单柔性铰链(14)与转矩测量臂(4)连接，转矩测量臂(4)上的腰型孔的左右外侧贴有电阻应变片(3)，并通过中引线(15)引出，用于测量摩擦力；

主摆臂(1)上端通过簧片式柔性铰(19)与安装块(17)连接；在主摆臂(1)的腰型孔的左右外侧贴有电阻应变片(3)，并通过上引线(16)引出，用于测量加载力；

安装块(17)上设有两个光孔和一个螺纹孔，光孔用于安装固定螺栓(18)；螺纹孔用于装配蝶形调节螺杆(2)，当旋转蝶形调节螺杆(2)时推动主摆臂(1)摆动，从而调节被测刷丝(7)与被测导电环(8)之间的加载力，该加载力使主摆臂(1)上的腰型孔薄壁处产生拉压应变，通过两片电阻应变片(3)差动应变检测加载力；被测导电环(8)的转动将被测刷丝(7)所受的摩擦力传递到E形框架(10)上，使E形框架(10)受附加转矩作用，双柔性铰链(11)摆动刚度小，转矩测量臂(4)通过单柔性铰链(14)承受主要摩擦力，转矩测量臂(4)上的腰型孔薄壁处产生差动拉压应变，利用其上的对贴的两片电阻应变片测出摩擦力。