CN110986810B - 一种电机轴承的轴向装配游隙测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种电机轴承的轴向装配游隙测量方法，将电机竖直放置，使电机的轴向方向与垂向方向一致，且将电机外壳固定在电机变位装置上，在电机变位装置上设置激光测量装置，启动激光测量装置对电机的转轴的位置进行第一次垂向方向的测量；启动电机变位装置使电机绕垂直于电机轴向的方向转动180度，然后用激光测量装置对电机的转轴的位置进行第二次垂向方向的测量，将所述两次转轴的垂向方向测量出的值求差值，从而得到电机轴承的轴向装配游隙。本发明通过激光测量装置对旋转前后转轴的位置进行扫描并计算轴向装配游隙,具有高精度，效率高，不损伤轴承等优点。

Description

一种电机轴承的轴向装配游隙测量方法及装置

技术领域

本发明涉及一种测量方法及测量装置，具体涉及一种电机游隙的测量方法及测量装置。

背景技术

现有牵引电机轴承装配游隙测量作业基本采取半自动方式。采用液压机构、电动机构、天车等对电机转子进行提升，实现转子在轴承游隙范围内的位移。并采用人工读取打表的方式对位移量进行测量并手工抄录。

现有的对立式状态的电机采用“抬轴法”进行轴承装配轴向游隙的测量。采用液压机构、电动机构、天车等对电机转子进行提升，实现转子在轴承游隙范围内的轴向位移。在转轴端面进行监控，使用量表检测转子的位移量，该值即为电机轴承的轴向装配游隙。

通过试验、对比分析，现有电机轴承装配游隙测量方法及装置存在较多不足：

1.需要根据转子自重及两端轴承位置、提升支点位置对转子的提升力进行计算。

2.需严格监控转子提升力，否则影响测量精度，甚至易造成轴承的损伤。

3.需严格监控转子提升支点位置。

4.对转子位移量的监控为人工操作，转轴最高点确定受人为因素影响，其结构直接影响测量精度。

5.位移数据需人工采集及记录。

6.作业流程复杂，效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提出一种高精度、自动化电机轴承装配游隙测量方法及装置，解决人工测量的准确性低、效率低、轴承易损伤的问题。

针以上述问题，本发明提出的技术方案是：一种电机轴承的轴向装配游隙测量方法，将被测电机竖直放置，使被测电机的轴向方向与垂向方向一致，且将被测电机外壳固定在被测电机变位装置上，在被测电机变位装置上设置激光测量装置，启动激光测量装置对被测电机的转轴的位置进行第一次垂向方向的测量；启动被测电机变位装置使被测电机绕垂直于被测电机轴向的方向转动180度，然后用激光测量装置对被测电机的转轴的位置进行第二次垂向方向的测量，将两次转轴的垂向方向测量出的值求差值，从而得到被测电机轴承的轴向装配游隙。

优选的，被测电机变位装置包括主基座、法兰盘、变位板和紧固架，将紧固架与被测电机外壳固定连接，将法兰盘依次与变位板和紧固架固定连接，并使法兰盘的轴向方向与被测电机的轴向方向垂直；在主基座中设置伺服电机，通过启动伺服电机来依次带动法兰盘、变位板、紧固架和被测电机转动。

优选的，变位板折弯成7字形，变位板的一端与法兰盘固定连接，激光测量装置固定安装在变位板的另一端；在用激光测量装置对被测电机的转轴的位置进行测量前，先调节好被测电机和激光测量装置的角度；调节被测电机的角度：让被测电机的轴向方向与垂向方向一致；调节激光测量装置的角度：让激光发射器发射的平行光的方向与垂向方向垂直。

优选的，激光测量装置包括激光发射器和激光接收器，使被测电机的转轴位于激光发射器与激光接收器之间，启动激光发射器，使激光发射器发射出平行光，且由激光接收器检测被被测电机的转轴遮挡的平行光的位置，从而得到第一次被测电机的转轴的垂向方向的位置；启动伺服电机使被测电机绕法兰盘的轴向方向转动180度，然后用激光发射器和激光接收器对被测电机的转轴的位置进行第二次垂向方向的测量，将两次转轴的垂向方向测量出的值求差值，从而得到被测电机轴承的轴向装配游隙。

优选的，激光测量装置为反射型激光传感器，反射型激光传感器中设置有激光发射装置和激光接收装置；启动激光发射装置，使激光发射装置发射出激光投向转轴的端面，并反射回激光接收装置，反射型激光传感器处理反射信号，计算其与转轴端面的距离，从而得到第一次被测电机的转轴端面垂向方向的位置；启动伺服电机使被测电机绕法兰盘的轴向方向转动180度，然后用激光发射装置和激光接收装置对被测电机的转轴端面的位置进行第二次垂向方向的测量，将两次转轴的垂向方向测量出的值求差值，从而得到被测电机轴承的轴向装配游隙。

一种被测电机轴承的轴向装配游隙测量装置，包括被测电机变位装置和激光测量装置，被测电机竖直放置，使被测电机的轴向方向与垂向方向一致，被测电机外壳固定在被测电机变位装置上，启动被测电机变位装置能让被测电机绕垂直于被测电机轴向的方向转动；激光测量装置安装在被测电机变位装置上，启动激光测量装置能对被测电机的转轴的垂向方向的位置进行测量。

优选的，被测电机变位装置包括主基座、法兰盘、变位板和紧固架，紧固架固定连接在变位板上，变位板与法兰盘连接，主基座中设置有伺服电机，伺服电机与法兰盘连接；被测电机外壳固定在被测电机变位装置上是指：被测电机外壳固定在紧固架上；伺服电机与法兰盘连接，启动伺服电机能依次带动法兰盘、变位板、支架、紧固架和被测电机转动。

优选的，变位板折弯成7字形，激光测量装置包括激光发射器和激光接收器，激光发射器和激光接收器都固定安装在变位板的一端，被测电机的转轴位于激光发射器与激光接收器之间。

优选的，变位板折弯成7字形，激光测量装置为反射型激光传感器，反射型激光传感器固定安装在变位板的一端，反射型激光传感器中设置有激光发射装置和激光接收装置，且使激光发射装置与激光接收装置分别在转轴的中心轴线的两侧。

优选的，法兰盘的轴向方向与被测电机的轴向方向垂直，且用激光测量装置对被测电机的转轴的垂向方向位置进行测量时:被测电机的轴向方向与垂向方向一致，激光发射器发射的平行光的方向与垂向方向垂直。

本发明的有益技术效果是：通过被测电机变位装置，实现被测电机的360°旋转变位要求。通过激光测量装置对旋转前后转轴的位置进行扫描并计算转轴的轴向位移量，该值即为被测电机轴承的轴向装配游隙。测量数据自动记录、并进行统计分析。其优点有：

1.通过被测电机变位装置，实现被测电机在垂直方向的180°旋转变位要求，完成转子在垂直方向上在轴承游隙范围内的轴向位移。

2.本发明相对于“抬轴法”的优点在于，不需计算对转轴的抬升力，不需精确控制对转轴的抬升力，不需设置转轴抬升机构。同时避免对转轴抬升而产生的转轴损伤隐患。

3.被测电机可直接在变位装置上完成装配作业后，不需吊运，不需额外的装置，即可进行轴承游隙的测量，作业效率高，成本低。

4.通过安装在被测电机变位装置上的检测机构与测量装置连接，实现转轴轴向位移量的测量及数据采集。

5.本发明采用非接触式通过型的激光测量传感器进行位移测量，相对其他方法相比，能精确捕捉转轴的最高点位置，确保轴承装配游隙μm级精度测量要求。

6.本发明采用非接触式通过型的激光测量传感器进行位移测量，相对其他方法相比，测量元件不接触转轴，空间开阔，便于被测电机在装置上的上下料。结构简单，检测效率高。

7.本发明采用非接触式通过型的激光测量传感器进行位移测量，相对其他方法相比，测量元件不接触转轴，减少人工调整测量元件的测量误差，提高测量效率。

8.由于测量元件与变位装置一体，在测量过程中随被测电机旋转变位，减少了基准转换带来的累积误差，确保了测量的准确性。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为实施例二的结构示意图；

图中：1主基座、2法兰盘、3变位板、32紧固架、4被测电机外壳、5转轴、6激光接收器、7激光发射器、8反射型激光传感器。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步的描述：

实施例一

如图1所示，被测电机轴承装配轴向游隙测量装置包括被测电机变位装置和激光测量装置，其中，被测电机变位装置包括主基座1、法兰盘2、变位板3和紧固架32。在主基座1中设置有伺服电机，伺服电机与法兰盘2连接，并将变位板3与法兰盘2连接，再将支架31和紧固架32都固定连接在变位板3上。紧固架32还与被测电机外壳4固定连接，为了防止被测电机在旋转过程中，紧固架32与被测电机外壳4之间出现松动，紧固架32会与被测电机外壳4的多个部位进行固定连接。

激光测量装置包括激光发射器7和激光接收器6，变位板3折弯成7字形，变位板3的一端与法兰盘2固定连接，激光发射器7和激光接收器6固定安装在变位板3的另一端。且确保激光反射器设置在激光发射器7与激光接收器6之间。为了让测量的数据能自动的记录和存储，激光测量装置还与检测机构连接，激光测量装置测得的数值会自动传送到检测机构中进行存储。图1中主基座1下方的横线条和斜线条用于示意地面。

本实施例中对被测电机轴向游隙的测量步骤和原理为：先调节好被测电机和法兰盘2的角度，让被测电机的轴向方向为垂向方向，即机的轴向方向与垂向方向相同，并让法兰盘2的轴向方向与被测电机的轴向方向垂直。再调节好激光发射器7和激光接收器6的位置和角度，让激光发射器7发射的平行光的方向与垂向方向垂直。调节好被测电机、法兰盘2、激光发射器7和激光接收器6的位置和角度后，启动激光发射器7，使激光发射器7发射出平行光，且由激光接收器6检测被被测电机的转轴5遮挡的平行光的精确位置，并将第一次测量的转轴5的精确位置发送到检测机构中进行记录和存储。然后，启动主基座1中的伺服电机，让伺服电机来依次带动法兰盘2、变位板3、紧固架32、被测电机、支架31、激光发射器7和激光接收器6等一起绕法兰盘2的轴向方向转动180度，在重力的作用下，被测电机的转子和转轴5会在垂向方向上产生位移，而该位移正是被测电机轴承装配的轴向游隙。因此，被测电机法兰盘2的轴向方向绕转动180度后，再启动激光发射器7，使激光发射器7发射出平行光，且由激光接收器6检测被被测电机的转轴5遮挡的平行光的第二次位置，并将第二次测量的转轴5的精确位置发送到检测机构中进行记录和存储。最后将两次转轴5的垂向方向测量出的值求差值，从而得到被测电机轴承装配的轴向游隙。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例中的激光测量装置为反射型激光传感器8，反射型激光传感器8中设置有激光发射装置和激光接收装置，激光发射装置和激光接收装置并排分布在反射型激光传感器8中。被测电机竖直放置，被测电机的轴向方向与垂向方向一致时，反射型激光传感器8在转轴5的正上方或正下方，且使激光发射装置与激光接收装置分别在转轴5的中心轴线的两侧。为区分实施例一中的激光发射器7和激光接收器6，本实施例中的反射型激光传感器8中的激光发射器7和激光接收器6分别用激光发射装置和激光接收装置来代替。

本实施例中对被测电机轴向游隙的测量步骤和原理为：先调节好被测电机和法兰盘2的角度，让被测电机的轴向方向为垂向方向，即机的轴向方向与垂向方向相同，并让法兰盘2的轴向方向与被测电机的轴向方向垂直。再调节好反射型激光传感器8的位置和角度，让反射型激光传感器8发射的光线的方向与垂向方向一致。调节好被测电机、法兰盘2和反射型激光传感器8的位置和角度后，启动激光发射装置，使激光发射装置发射出激光，激光照在转轴5的端面后反射回激光接收装置中，激光测量装置处理反射信号，计算出反射型激光传感器8与转轴5端面的距离，从而得到第一次被测电机的转轴5端面垂向方向的位置。启动伺服电机使被测电机绕法兰盘2的轴向方向转动180度，然后用激光发射装置和激光接收装置对被测电机的转轴5端面的位置进行第二次垂向方向的测量，将所述两次转轴5的垂向方向测量出的值求差值，从而得到被测电机轴承的轴向装配游隙。

很显然，在不脱离本发明所述原理的前提下，作出的若干改进或修饰都应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电机轴承的轴向装配游隙测量方法，其特征在于，将被测电机竖直放置，使被测电机的轴向方向与垂向方向一致，且将被测电机外壳固定在被测电机变位装置上，在被测电机变位装置上设置激光测量装置，启动激光测量装置对被测电机的转轴的位置进行第一次垂向方向的测量；启动被测电机变位装置使被测电机绕垂直于被测电机轴向的方向转动180度，然后用激光测量装置对被测电机的转轴的位置进行第二次垂向方向的测量，将两次转轴的垂向方向测量出的值求差值，从而得到被测电机轴承的轴向装配游隙。

2.根据权利要求1所述的一种电机轴承的轴向装配游隙测量方法，其特征在于，被测电机变位装置包括主基座、法兰盘、变位板和紧固架，将紧固架与被测电机外壳固定连接，将法兰盘依次与变位板和紧固架固定连接，并使法兰盘的轴向方向与被测电机的轴向方向垂直；在主基座中设置伺服电机，通过启动伺服电机来依次带动法兰盘、变位板、紧固架和被测电机转动。

3.根据权利要求2所述的一种电机轴承的轴向装配游隙测量方法，其特征在于，变位板折弯成7字形，变位板的一端与法兰盘固定连接，激光测量装置固定安装在变位板的另一端；在用激光测量装置对被测电机的转轴的位置进行测量前，先调节好被测电机和激光测量装置的角度；调节被测电机的角度：让被测电机的轴向方向与垂向方向一致；调节激光测量装置的角度：让激光发射器发射的平行光的方向与垂向方向垂直。

4.根据权利要求3所述的一种电机轴承的轴向装配游隙测量方法，其特征在于，激光测量装置包括激光发射器和激光接收器，使被测电机的转轴位于激光发射器与激光接收器之间，启动激光发射器，使激光发射器发射出平行光，且由激光接收器检测被被测电机的转轴遮挡的平行光的位置，从而得到第一次被测电机的转轴的垂向方向的位置；启动伺服电机使被测电机绕法兰盘的轴向方向转动180度，然后用激光发射器和激光接收器对被测电机的转轴的位置进行第二次垂向方向的测量，将两次转轴的垂向方向测量出的值求差值，从而得到被测电机轴承的轴向装配游隙。

5.根据权利要求3所述的一种电机轴承的轴向装配游隙测量方法，其特征在于，激光测量装置为反射型激光传感器，反射型激光传感器中设置有激光发射装置和激光接收装置；启动激光发射装置，使激光发射装置发射出激光投向转轴的端面，并反射回激光接收装置，反射型激光传感器处理反射信号，计算其与转轴端面的距离，从而得到第一次被测电机的转轴端面垂向方向的位置；启动伺服电机使被测电机绕法兰盘的轴向方向转动180度，然后用激光发射装置和激光接收装置对被测电机的转轴端面的位置进行第二次垂向方向的测量，将两次转轴的垂向方向测量出的值求差值，从而得到被测电机轴承的轴向装配游隙。

6.一种被测电机轴承的轴向装配游隙测量装置，其特征在于，包括被测电机变位装置和激光测量装置，被测电机竖直放置，使被测电机的轴向方向与垂向方向一致，被测电机外壳固定在被测电机变位装置上，启动被测电机变位装置能让被测电机绕垂直于被测电机轴向的方向转动；激光测量装置安装在被测电机变位装置上，启动激光测量装置能对被测电机的转轴的垂向方向的位置进行测量。

7.根据权利要求6所述的一种被测电机轴承的轴向装配游隙测量装置，其特征在于，被测电机变位装置包括主基座、法兰盘、变位板和紧固架，紧固架固定连接在变位板上，变位板与法兰盘连接，主基座中设置有伺服电机，伺服电机与法兰盘连接；被测电机外壳固定在被测电机变位装置上是指：被测电机外壳固定在紧固架上；伺服电机与法兰盘连接，启动伺服电机能依次带动法兰盘、变位板、支架、紧固架和被测电机转动。

8.根据权利要求7所述的一种被测电机轴承的轴向装配游隙测量装置，其特征在于，变位板折弯成7字形，激光测量装置包括激光发射器和激光接收器，激光发射器和激光接收器都固定安装在变位板的一端，被测电机的转轴位于激光发射器与激光接收器之间。

9.根据权利要求7所述的一种被测电机轴承的轴向装配游隙测量装置，其特征在于，变位板折弯成7字形，激光测量装置为反射型激光传感器，反射型激光传感器固定安装在变位板的一端，反射型激光传感器中设置有激光发射装置和激光接收装置，且使激光发射装置与激光接收装置分别在转轴的中心轴线的两侧。

Images