CN111780657B - 一种可转位马达间隙自动测量装置与测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可转位马达间隙自动测量装置与测量方法,该测量装置包括轴向加载模块(1)、径向加载模块(3)、测量工装(4)、径向测量模块(5)、轴向测量模块(6)、马达旋转模块(9)和姿态转位模块(7)。该测量装置与测量方法通过设置姿态转位模块,在测量的过程中调整马达的姿态,实现了一次装夹中的轴向间隙和径向间隙的测量;通过采用微型气缸接触式加载的方式,并通过电动调压和精确标定,实现了测量过程中的对马达轴向和径向两个方向的自动加载;最后通过设置马达旋转模块,实现了马达圆周方向不同角度位置的重复测量,大大缩短了单个马达间隙的测量时间,提高了生产效率。

Description

一种可转位马达间隙自动测量装置与测量方法
技术领域
本发明涉及一种可转位马达间隙自动测量装置与测量方法,属于航天惯性器件精密检测技术领域。
背景技术
半球型动压气体轴承陀螺电机作为高精度、长寿命陀螺仪表的心脏,其定子组件和转子体之间存在间隙且表面存在沟槽,当转子体旋转时会将外界空气吸入间隙内形成动压力,使转子体表面与定子组件表面脱离接触。其轴承的承载能力主要取决于轴承工作间隙,一般轴向间隙和径向间隙要求2~4μm。如图1示出半球马达轴向间隙的结构示意图。
目前马达生产过程中,缺乏高效、可靠的轴向和径向间隙测量手段。一种方法是依靠高精度三坐标测试仪,对轴承偶件半球和球碗分别进行检测,但存在测量误差较大,且测量周期较长,需要专业检测人员操作等缺点。另一种方法是采用人工的方法针对轴向间隙和径向间隙分别钩挂砝码,使用电容传感器进行测量,详见中国发明专利“一种半球型动压马达轴承间隙测量装置及方法”,公开号:CN105203018A,公开日:2015年12月30日,但该装置和方法存在反复装夹、测量步骤繁琐、人工操作测量周期长等问题。
发明内容
为了克服现有技术中的不足,本发明人进行了锐意研究,提供了一种可转位马达间隙自动测量装置与测量方法,通过设置姿态转位模块,在测量的过程中调整马达的姿态,实现了一次装夹中的轴向间隙和径向间隙的测量;通过采用微型气缸接触式加载的方式,并通过电动调压和精确标定,实现了测量过程中的对马达轴向和径向两个方向的自动加载;最后通过设置马达旋转模块,实现了马达圆周方向不同角度位置的重复测量,大大缩短了单个马达间隙的测量时间,提高了生产效率,从而完成本发明。
本发明提供了的技术方案如下:
第一方面,一种可转位马达间隙自动测量装置,该测量装置包括轴向加载模块、径向加载模块、测量工装、径向测量模块、轴向测量模块、马达旋转模块和姿态转位模块,其中,
测量工装为壳体结构,在其内部固定马达,并在壳体上负载轴向加载模块、径向加载模块、径向测量模块和轴向测量模块;
轴向加载模块沿马达的轴向固定在测量工装上,用于向马达施加轴向加载力;
径向加载模块沿马达的径向固定在测量工装上,用于向马达施加径向加载力;
径向测量模块沿马达的径向固定在测量工装上,置于径向加载模块的对侧,用于测量马的径向间隙;
轴向测量模块沿马达的轴向固定在测量工装上,置于轴向加载模块的对侧,用于测量马达的轴向间隙;
马达旋转模块固定于姿态转位模块上,用于驱动马达旋转,用于实施马达圆周方向不同角度位置的重复轴向和径向间隙测量;
姿态转位模块用于带动测量工装和马达旋转模块绕垂直于马达轴线的方向进行旋转。
第二方面,一种可转位马达间隙自动测量方法,通过上述第一方面所述的测量装置实施,该测量方法包括以下步骤:
步骤1,将待测量马达装夹在测试工装上,分别调节径向测量模块微调装置、轴向测量模块微调装置,保证径向测头、轴向测头与待测量马达的圆周表面和端面在有效测量范围内;驱动马达旋转模块的单轴滑台移动,使橡胶带与待测量马达圆周接触,驱动旋转至特定角度;
步骤2,旋转姿态转位模块,使待测量马达的轴线方向竖直向下,轴向加载模块在待测量马达的下方,读取轴向测量模块在重力情况下的数值A1,对轴向加载模块进行加载,读取数值A2,则A2-A1即为待测量马达在该角度的轴向间隙值;
步骤3,驱动马达旋转模块旋转到指定角度,并重复上述步骤,即实现待测量马达的不同旋转角度的多次重复测量,取平均值即完成待测量马达的轴向间隙的测量;
步骤4,旋转姿态转位模块,使待测量马达的轴线方向水平,径向加载模块在待测量马达的下方,读取径向测量模块在重力情况下的数值B1,对径向加载模块进行加载,读取数值B2,则B2-B1即为待测量马达的当前角度的径向间隙值;
步骤5,驱动马达旋转模块旋转到指定角度,并重复上述步骤,即实现待测量马达的不同旋转角度的径向间隙多次重复测量,取平均值即完成待测量马达的径向间隙的测量;
步骤6,测量完成后,单轴滑台移动,使橡胶带与待测量马达圆周分离;调节径向测量模块微调装置和轴向测量模块微调装置,使径向测头、轴向测头与待测量马达分离。
根据本发明提供的一种可转位马达间隙自动测量装置与测量方法,具有以下有益效果:
(1)本发明通过设置测量姿态转位模块,在测量的过程中调整马达的姿态,实现了一次装夹中的轴向间隙和径向间隙的测量,提高了测量的效率。
(2)本发明采用微型气缸接触式加载的方式,并通过电动调压和精确标定,实现了测量过程中的对马达轴向和径向两个方向的自动加载。
(3)本发明通过设置马达旋转模块,实现了马达圆周方向不同角度位置的重复测量,大大缩短了单个马达间隙的测量时间,提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明待测量半球马达轴向间隙的结构示意图;
图2为本发明一种优选实施方式中测量装置的整体结构示意图;
图3为本发明一种优选实施方式中核心部件空间分布图;
图4为本发明一种优选实施方式中测量工装结构示意图;
图5为本发明一种优选实施方式中径向加载模块结构剖视图;
图6为本发明一种优选实施方式中轴向加载模块结构示意图;
图7为本发明一种优选实施方式中直线轴承的结构示意图;
图8为本发明一种优选实施方式中轴向测量模块结构剖视图;
图9为本发明一种优选实施方式中隐去测量工装后的马达旋转模块示意图。
附图标号说明
1-轴向加载模块、11-轴向气缸、12-轴向压力缓冲机构、14-连接块、15- 直线轴承、16-轴向缓冲机构壳体、17-轴向缓冲头、18-推盘、2-马达、3-径向加载模块、31-径向气缸、32-径向压力缓冲机构、33-径向缓冲头、34-径向缓冲机构壳体、35-缓冲弹簧、36-连接块、37-梯形块、4-测量工装、5-径向测量模块、51-径向测头、52-径向测量模块微调装置、6-轴向测量模块、61-轴向测头、62-轴向测量模块微调装置、63-旋转调节螺母、64-螺纹传动块、65-轴向滑动块、66-固定及自锁块、67-锥形抱紧轴套、68-轴向锁紧螺母、7-姿态转位模块、8-结构平台、9-马达旋转模块、91-滑轮、92-橡胶带、93-旋转电机、94- 单轴滑台。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明,本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
根据本发明的第一方面,如图2和图3所示,提供了一种可转位马达间隙自动测量装置,该测量装置包括轴向加载模块1、径向加载模块3、测量工装4、径向测量模块5、轴向测量模块6、马达旋转模块9和姿态转位模块7,其中,
测量工装4为壳体结构,在其内部固定马达2,并在壳体上负载轴向加载模块1、径向加载模块3、径向测量模块5和轴向测量模块6;
轴向加载模块1沿马达2的轴向固定在测量工装4上,用于向马达2施加轴向加载力;
径向加载模块3沿马达2的径向固定在测量工装4上,用于向马达2施加径向加载力;
径向测量模块5沿马达2的径向固定在测量工装4上,置于径向加载模块 3的对侧,用于测量马2的径向间隙;
轴向测量模块6沿马达2的轴向固定在测量工装4上,置于轴向加载模块 1的对侧,用于测量马达2的轴向间隙;
马达旋转模块9固定于姿态转位模块7上,用于驱动马达2旋转,用于实施马达圆周方向不同角度位置的重复轴向和径向间隙测量;
姿态转位模块7用于带动测量工装4和马达旋转模块9绕垂直于马达2轴线的方向进行旋转。
在本发明中,如图4所示,测量工装4为具有一面开口的长方形壳体,具有开设V型槽的两相对侧壁,V型槽用于固定马达2的马达轴,测量工装4的外壁上固定轴向加载模块1、径向加载模块3、径向测量模块5和轴向测量模块6。
在本发明中,如图3所示,径向加载模块3穿设固定在测量工装4上,包括径向气缸31、径向压力缓冲机构32和径向连接机构;所述径向气缸31用于输出径向气动加载力,所述径向压力缓冲机构32用于径向气动加载力的缓慢加载,所述径向连接机构用于将径向加载模块3固定在测量工装4上。径向加载模块3实现待测量马达的径向气动加载。
如图5所示,径向压力缓冲机构32包括径向缓冲头33、径向缓冲机构壳体34、缓冲弹簧35和梯形块37,其中,径向缓冲机构壳体34为两端带有开口的中空柱状壳体,径向缓冲头33以倒T形结构固定插入径向缓冲机构壳体 34的一端开口;
径向缓冲机构壳体34另一端开口处通过梯形块37螺纹封堵,梯形块37 上朝向径向缓冲头33的一端固定缓冲弹簧35,径向缓冲头33与缓冲弹簧35 接触时可以沿缓冲机构壳体34的内壁滑动;梯形块37另一端轴向开设螺纹孔,与径向气缸31的轴体末段螺纹配合,使径向气缸31的轴体的伸缩运动可以带动梯形块37、缓冲机构壳体34、缓冲弹簧35及径向缓冲头33形成整体运动,并通过缓冲弹簧35将气缸加载力连续缓慢的作用于马达外壳,且不会划伤马达外壳;;径向气缸31通气加载时,气缸轴体伸出,带动缓冲机构整体向径向缓冲头33方向移动,当径向缓冲头33接触到马达外壳后停止运动,但气缸轴体继续伸出,缓冲弹簧35压缩,直到加载力与弹簧力平衡,实现了加载力连续缓慢施加的效果。
如图5所示,径向连接机构包括连接块36,连接块36为中空柱状结构,径向缓冲机构壳体34与连接的径向气缸31穿过其内部,通过径向气缸31缸体上的螺纹结构与连接块36远离径向缓冲头33一端螺纹配合,将径向缓冲机构壳体34、径向气缸31和连接块36连为一体;连接块36与径向缓冲头33 相近端加工外螺纹,通过与测量工装4壳体上开设的螺纹孔配合,带动径向缓冲头33、径向缓冲机构壳体34和径向气缸31一同固定于测量工装4上。
进一步地,连接块36的轴体上加工有六方结构,以便于利用扳手等将连接块36紧固在测量工装4上。
在本发明中,如图3所示,轴向加载模块1沿马达2轴向固定在测量工装 4上,包括轴向气缸11、轴向压力缓冲机构12和轴向连接结构,所述轴向气缸11用于输出轴向气动加载力,所述轴向压力缓冲机构12用于轴向气动加载力的缓慢加载,所述轴向连接结构用于将轴向加载模块1固定在测量工装4上。轴向加载模块1实现待测量马达的径向气动加载。
图6所示,轴向压力缓冲机构12包括至少两个对称分布于推盘18上的轴向缓冲机构壳体16、轴向缓冲头17、缓冲弹簧和直线轴承15,其中,轴向缓冲机构壳体16为中空结构,缓冲弹簧位于其内部并固定于推盘18上;
轴向缓冲机构壳体16背向推盘18的一端开口,轴向缓冲头17以倒T形结构卡设在轴向缓冲机构壳体16的开口中,与缓冲弹簧作用缓冲气动加载力;
直线轴承15带有法兰盘结构,推盘18固定在法兰盘结构上,与直线轴承 15连接;直线轴承15的结构如图7所示;
直线轴承15与轴向气缸11由轴向连接结构支撑,轴向连接结构为具有两相对立板的连接块14,结构块14两相对立板分别支撑直线轴承15和轴向气缸 11,轴向气缸11的轴体插入直线轴承15中与直线轴承15连接;直线轴承15 通过法兰盘限位,轴向气缸11通过缸体螺纹与立板螺纹配合进而连接固定。
通过上述结构之间的连接,轴向气缸11上的作用力通过直线轴承15、缓冲弹簧、轴向缓冲机构壳体16、轴向缓冲头17作用到马达2上,能够减少冲击及防止划伤马达表面。
在一种优选的实施方式中,所述轴向气缸11和径向气缸31气源接口配有过滤器及电动调压阀,保证压力连续可调。
在本发明中,如图3所示,所述轴向测量模块6包括电感测微仪和轴向测量模块微调装置62,电感测微仪的轴向测头61插入轴向测量模块微调装置62 中,通过轴向测量模块微调装置62调节与马达2轴的距离。所述轴向测量模块6的测量分辨率可以达到0.1μm-0.01μm。
如图8所示,轴向测量模块微调装置62包括旋转调节螺母63、螺纹传动块64、轴向滑动块65、固定及自锁块66、锥形抱紧轴套67和轴向锁紧螺母 68;其中,
固定及自锁块66为轴向测量模块6的中空壳体,用于将轴向测量模块6 固定在测量工装4上,与测量工装4接触端不封闭,另一端收缩成端孔;
螺纹传动块64外壁加工有凸环,固定及自锁块66的端孔搭接在凸环上沿;
螺纹传动块64的凸环上段套设有旋转调节螺母63,两者在侧面通过顶丝固定;
螺纹传动块64的凸环下端开设螺纹,轴向滑动块65的上端开设凹槽,凹槽内壁带螺纹,螺纹传动块64插入轴向滑动块65的凹槽中与其螺纹连接;
电感测微仪的轴向测头61依次穿过螺纹传动块64和轴向滑动块65的轴心;
轴向滑动块65的末端通过插入轴向滑动块65的锥形抱紧轴套67将其与轴向测头61紧密连接,并通过套设在轴向滑动块65末端且与其螺纹连接的轴向锁紧螺母68固紧,这样通过旋转调节螺母63,联动至轴向测头61,实施与马达轴之间的距离调节。
在一种优选的实施方式中,固定及自锁块66为分体式结构,以多块体组合方式将轴向测头61、螺纹传动块64、轴向滑动块65、固定及自锁块66、锥形抱紧轴套67和轴向锁紧螺母68抱紧在其内部,块体之间可以通过螺纹连接件连接。
在一种优选的实施方式中,轴向测量模块6为一组轴向测头61、旋转调节螺母63、螺纹传动块64、轴向滑动块65、固定及自锁块66、锥形抱紧轴套 67和轴向锁紧螺母68连接而成的机构。
在本发明中,如图3所示,所述径向测量模块5包括电感测微仪和径向测量模块微调装置52,电感测微仪的径向测头51插入径向测量模块微调装置52 中,通过径向测量模块微调装置52调节与马达2轴的距离。所述径向测量模块5的测量分辨率可以达到0.1μm-0.01μm。
径向测量模块5的组件结构与轴向测量模块6的组件结构相同,即径向测量模块微调装置52包括旋转调节螺母、螺纹传动块、径向滑动块、固定及自锁块、锥形抱紧轴套和径向锁紧螺母,各结构对应于轴向测量模块6的旋转调节螺母63、螺纹传动块64、轴向滑动块65、固定及自锁块66、锥形抱紧轴套 67和轴向锁紧螺母68。
在一种优选的实施方式中,径向测量模块5为两组径向测头51、旋转调节螺母、螺纹传动块、径向滑动块、固定及自锁块、锥形抱紧轴套和径向锁紧螺母连接而成的机构,两个径向测头51分别对应于马达圆周两侧,利于准确衡量马达的径向间隙。
在本发明中,如图9所示,马达旋转模块9包括单轴滑台94、旋转电机 93、滑轮91和橡胶带92;其中,所述橡胶带92与马达2圆周接触,通过摩擦力带动马达2旋转;所述旋转电机93通过所述滑轮91带动所述橡胶带92 移动;所述单轴滑台94用于实现所述橡胶带92与所述待测量马达2的接触和分离。
在本发明中,如图2所示,姿态转位模块7为三爪卡盘结构。
在本发明中,所述测量装置还包括结构平台8,结构平台8包括承重台和带动姿态转位模块7旋转的电机,承重台用于支撑该装置的其他结构,电机安装在承重台上设定高度,使姿态转位模块7翻转时不受承重台结构干扰。
在本发明中,所述测量装置还包括控制系统,该控制系统用于实现测量装置的自动化功能,控制系统控制轴向加载模块1和径向加载模块3的自动化加载,控制马达旋转模块9的运转和姿态转位模块7的翻转,并实施测试过程中径向测量模块5和轴向测量模块6的自动测量及测量结果的记录。
根据本发明的第二方面,提供了一种可转位马达间隙自动测量方法,通过上述第一方面所述的测量装置实施,该测量方法包括以下步骤:
步骤1,将待测量马达2装夹在测试工装4上,分别调节径向测量模块微调装置52、轴向测量模块微调装置62,保证径向测头51、轴向测头61与待测量马达2的圆周表面和端面在有效测量范围内;驱动马达旋转模块9的单轴滑台94移动,使橡胶带92与待测量马达2圆周接触,驱动旋转至特定角度;
步骤2,旋转姿态转位模块7,使待测量马达2的轴线方向竖直向下,轴向加载模块1在待测量马达2的下方,读取轴向测量模块6在重力情况下的数值A1,对轴向加载模块1进行加载,读取数值A2,则A2-A1即为待测量马达 2在该角度的轴向间隙值;
步骤3,驱动马达旋转模块9旋转到指定角度,并重复上述步骤,即实现待测量马达的不同旋转角度的多次重复测量,取平均值即完成待测量马达的轴向间隙的测量;
步骤4,旋转姿态转位模块7,使待测量马达2的轴线方向水平,径向加载模块3在待测量马达2的下方,读取径向测量模块5在重力情况下的数值B1,对径向加载模块3进行加载,读取数值B2,则B2-B1即为待测量马达2的当前角度的径向间隙值;
步骤5,驱动马达旋转模块9旋转到指定角度,并重复上述步骤,即实现待测量马达2的不同旋转角度的径向间隙多次重复测量,取平均值即完成待测量马达2的径向间隙的测量;
步骤6,测量完成后,单轴滑台94移动,使橡胶带92与待测量马达2圆周分离;调节径向测量模块微调装置52和轴向测量模块微调装置62,使径向测头51、轴向测头61与待测量马达2分离;将待测量的马达2从所述测试工装4上拆卸。
采用本发明提供的马达间隙的自动测量装置及方法可以实现半球马达的轴向间隙测量,如对于直径20mm半球马达,可以实现2-4μm微小间隙测量。具体参数:经过标定后的气动加载力为1N,电感测微仪测头分辨率0.1μm,马达旋转模块60度测量一次,共测量次数为6次。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本发明精神和范围的情况下,可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (18)

1.一种可转位马达间隙自动测量装置,其特征在于,该测量装置包括轴向加载模块(1)、径向加载模块(3)、测量工装(4)、径向测量模块(5)、轴向测量模块(6)、马达旋转模块(9)和姿态转位模块(7),其中,
测量工装(4)为壳体结构,在其内部固定马达(2),并在壳体上负载轴向加载模块(1)、径向加载模块(3)、径向测量模块(5)和轴向测量模块(6);
轴向加载模块(1)沿马达(2)的轴向固定在测量工装(4)上,用于向马达(2)施加轴向加载力;
径向加载模块(3)沿马达(2)的径向固定在测量工装(4)上,用于向马达(2)施加径向加载力;
径向测量模块(5)沿马达(2)的径向固定在测量工装(4)上,置于径向加载模块(3)的对侧,用于测量马达(2)的径向间隙;
轴向测量模块(6)沿马达(2)的轴向固定在测量工装(4)上,置于轴向加载模块(1)的对侧,用于测量马达(2)的轴向间隙;
马达旋转模块(9)固定于姿态转位模块(7)上,用于驱动马达(2)旋转,用于实施马达圆周方向不同角度位置的重复轴向和径向间隙测量;
姿态转位模块(7)用于带动测量工装(4)和马达旋转模块(9)绕垂直于马达(2)轴线的方向进行旋转。
2.根据权利要求1所述的测量装置,其特征在于,测量工装(4)为具有一面开口的长方形壳体,具有开设V型槽的两相对侧壁,V型槽用于固定马达(2)的马达轴,测量工装(4)的外壁上固定轴向加载模块(1)、径向加载模块(3)、径向测量模块(5)和轴向测量模块(6)。
3.根据权利要求1所述的测量装置,其特征在于,径向加载模块(3)穿设固定在测量工装(4)上,包括径向气缸(31)、径向压力缓冲机构(32)和径向连接机构;所述径向气缸(31)用于输出径向气动加载力,所述径向压力缓冲机构(32)用于径向气动加载力的缓慢加载,所述径向连接机构用于将径向加载模块(3)固定在测量工装(4)上。
4.根据权利要求3所述的测量装置,其特征在于,径向压力缓冲机构(32)包括径向缓冲头(33)、径向缓冲机构壳体(34)、缓冲弹簧(35)和梯形块(37),其中,径向缓冲机构壳体(34)为两端带有开口的中空柱状壳体,径向缓冲头(33)以倒T形结构固定插入径向缓冲机构壳体(34)的一端开口;
径向缓冲机构壳体(34)另一端开口处通过梯形块(37)螺纹封堵,梯形块(37)上朝向径向缓冲头(33)的一端固定缓冲弹簧(35),径向缓冲头(33)与缓冲弹簧(35)接触时可以沿缓冲机构壳体(34)的内壁滑动;梯形块(37)另一端轴向开设螺纹孔,与径向气缸(31)的轴体末段螺纹配合,使径向气缸(31)的轴体的伸缩运动可以带动梯形块(37)、缓冲机构壳体(34)、缓冲弹簧(35)及径向缓冲头(33)形成整体运动,并通过缓冲弹簧(35)将气缸加载力连续缓慢的作用于马达外壳。
5.根据权利要求4所述的测量装置,其特征在于,径向连接机构包括连接块(36),连接块(36)为中空柱状结构,径向缓冲机构壳体(34)与连接的径向气缸(31)穿过其内部,通过径向气缸(31)缸体上的螺纹结构与连接块(36)远离径向缓冲头(33)一端螺纹配合,将径向缓冲机构壳体(34)、径向气缸(31)和连接块(36)连为一体;连接块(36)与径向缓冲头(33)相近端加工外螺纹,通过与测量工装(4)壳体上开设的螺纹孔配合,带动径向缓冲头(33)、径向缓冲机构壳体(34)和径向气缸(31)一同固定于测量工装(4)上。
6.根据权利要求1所述的测量装置,其特征在于,轴向加载模块(1)沿马达(2)轴向固定在测量工装(4)上,包括轴向气缸(11)、轴向压力缓冲机构( 12) 和轴向连接结构,所述轴向气缸(11)用于输出轴向气动加载力,所述轴向压力缓冲机构( 12) 用于轴向气动加载力的缓慢加载,所述轴向连接结构用于将轴向加载模块(1)固定在测量工装(4)上。
7.根据权利要求6所述的测量装置,其特征在于,轴向压力缓冲机构12包括至少两个对称分布于推盘(18)上的轴向缓冲机构壳体(16)、轴向缓冲头( 17) 、缓冲弹簧和直线轴承(15),其中,轴向缓冲机构壳体(16)为中空结构,缓冲弹簧位于其内部并固定于推盘(18)上;
轴向缓冲机构壳体(16)背向推盘(18)的一端开口,轴向缓冲头( 17) 以倒T形结构卡设在轴向缓冲机构壳体(16)的开口中,与缓冲弹簧作用缓冲气动加载力;
直线轴承(15)带有法兰盘结构,推盘(18)固定在法兰盘结构上,与直线轴承(15)连接;
直线轴承(15)与轴向气缸(11)连接并由轴向连接结构支撑。
8.根据权利要求6所述的测量装置,其特征在于,轴向连接结构为具有两相对立板的连接块(14),结构块( 14) 两相对立板分别支撑直线轴承(15)和轴向气缸(11),轴向气缸(11)的轴体插入直线轴承(15)中与直线轴承(15)连接;直线轴承(15)通过法兰盘限位,轴向气缸(11)可以通过缸体螺纹与立板螺纹配合进而连接固定。
9.根据权利要求1所述的测量装置,其特征在于,所述轴向测量模块(6)包括电感测微仪和轴向测量模块微调装置(62),电感测微仪的轴向测头(61)插入轴向测量模块微调装置(62)中,通过轴向测量模块微调装置(62)调节与马达(2)轴的距离。
10.根据权利要求9所述的测量装置,其特征在于,轴向测量模块微调装置(62)包括旋转调节螺母(63)、螺纹传动块(64)、轴向滑动块(65)、固定及自锁块(66)、锥形抱紧轴套(67)和轴向锁紧螺母(68);其中,
固定及自锁块(66)为轴向测量模块(6)的中空壳体,用于将轴向测量模块(6)固定在测量工装(4)上,与测量工装(4)接触端不封闭,另一端收缩成端孔;
螺纹传动块(64)外壁加工有凸环,固定及自锁块(66)的端孔搭接在凸环上沿;
螺纹传动块(64)的凸环上段套设有旋转调节螺母(63),两者在侧面通过顶丝固定;
螺纹传动块(64)的凸环下端开设螺纹,轴向滑动块(65)的上端开设凹槽,凹槽内壁带螺纹,螺纹传动块(64)插入轴向滑动块(65)的凹槽中与其螺纹连接;
电感测微仪的轴向测头(61)依次穿过螺纹传动块(64)和轴向滑动块(65)的轴心;
轴向滑动块(65)的末端通过插入轴向滑动块(65)的锥形抱紧轴套(67)将其与轴向测头(61)紧密连接,并通过套设在轴向滑动块(65)末端且与其螺纹连接的轴向锁紧螺母(68)固紧。
11.根据权利要求10所述的测量装置,其特征在于,轴向测量模块(6)为一组轴向测头(61)、旋转调节螺母(63)、螺纹传动块(64)、轴向滑动块(65)、固定及自锁块(66)、锥形抱紧轴套(67)和轴向锁紧螺母(68)连接而成的机构。
12.根据权利要求11所述的测量装置,其特征在于,所述径向测量模块(5)包括电感测微仪和径向测量模块微调装置(52),电感测微仪的径向测头(51)插入径向测量模块微调装置(52)中,通过径向测量模块微调装置(52)调节与马达(2)轴的距离。
13.根据权利要求12所述的测量装置,其特征在于,径向测量模块(5)的结构与轴向测量模块(6)的组件结构相同;
径向测量模块(5)为两组径向测头(51)、旋转调节螺母、螺纹传动块、径向滑动块、固定及自锁块、锥形抱紧轴套和径向锁紧螺母连接而成的机构,两个径向测头(51)分别对应于马达圆周两侧。
14.根据权利要求13所述的测量装置,其特征在于,马达旋转模块(9)包括单轴滑台(94)、旋转电机(93)、滑轮(91)和橡胶带(92);其中,所述橡胶带(92)与马达(2)圆周接触,通过摩擦力带动马达(2)旋转;所述旋转电机(93)通过所述滑轮(91)带动所述橡胶带(92)移动;所述单轴滑台(94)用于实现所述橡胶带(92)与待测量马达(2)的接触和分离。
15.根据权利要求14所述的测量装置,其特征在于,姿态转位模块(7)为三爪卡盘结构。
16.根据权利要求14所述的测量装置,其特征在于,所述测量装置还包括结构平台(8),结构平台(8)包括承重台和带动姿态转位模块(7)旋转的电机,承重台用于支撑该装置的其他结构,电机安装在承重台上设定高度,使姿态转位模块(7)翻转时不受承重台结构干扰。
17.根据权利要求14所述的测量装置,其特征在于,所述测量装置还包括控制系统,该控制系统用于控制轴向加载模块(1)和径向加载模块(3)的自动化加载,控制马达旋转模块(9)的运转和姿态转位模块(7)的翻转,并实施测试过程中径向测量模块(5)和轴向测量模块(6)的自动测量及测量结果的记录。
18.一种可转位马达间隙自动测量方法,其特征在于,通过上述权利要求14至17之一所述的测量装置实施,包括以下步骤:
步骤1,将待测量马达(2)装夹在测试工装(4)上,分别调节径向测量模块微调装置(52)、轴向测量模块微调装置(62),保证径向测头(51)、轴向测头(61)与待测量马达(2)的圆周表面和端面在有效测量范围内;驱动马达旋转模块(9)的单轴滑台(94)移动,使橡胶带(92)与待测量马达(2)圆周接触,驱动旋转至特定角度;
步骤2,旋转姿态转位模块(7),使待测量马达(2)的轴线方向竖直向下,轴向加载模块(1)在待测量马达(2)的下方,读取轴向测量模块(6)在重力情况下的数值A1,对轴向加载模块(1)进行加载,读取数值A2,则A2-A1即为待测量马达(2)在该角度的轴向间隙值;
步骤3,驱动马达旋转模块(9)旋转到指定角度,并重复上述步骤,即实现待测量马达的不同旋转角度的多次重复测量,取平均值即完成待测量马达的轴向间隙的测量;
步骤4,旋转姿态转位模块(7),使待测量马达(2)的轴线方向水平,径向加载模块(3)在待测量马达(2)的下方,读取径向测量模块(5)在重力情况下的数值B1,对径向加载模块(3)进行加载,读取数值B2,则B2-B1即为待测量马达(2)的当前角度的径向间隙值;
步骤5,驱动马达旋转模块(9)旋转到指定角度,并重复上述步骤,即实现待测量马达(2)的不同旋转角度的径向间隙多次重复测量,取平均值即完成待测量马达(2)的径向间隙的测量;
步骤6,测量完成后,单轴滑台(94)移动,使橡胶带(92)与待测量马达(2)圆周分离;调节径向测量模块微调装置(52)和轴向测量模块微调装置(62),使径向测头(51)、轴向测头(61)与待测量马达(2)分离。
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