CN113960334B - 一种电机测试用三轴连续可调工装 - Google Patents

Abstract

本申请属于电机试验技术领域，特别涉及一种电机测试用三轴连续可调工装。该工装包括：底座(1)，具有沿X轴方向延伸的直齿条(11)；中框架(2)，设置在底座上方，通过横向驱动机构(21)驱动中框架沿直齿条在X方向运动；上框架(3)设置在中框架上，上框架具有滑动底板(31)及升降台(32)，滑动底板(31)通过纵向驱动机构(25)驱动其沿Y轴方向在中框架上运动，升降台(32)通过垂向摇把(33)驱动其在滑动底板(31)上升降。本申请可满足大中小型高转速航空底座式安装电机对高精度同轴对中安装要求，同时降低安装难度，提高了安装效率。

Description

一种电机测试用三轴连续可调工装

技术领域

本申请属于电机试验技术领域，特别涉及一种电机测试用三轴连续可调工装。

背景技术

航空交直流电机直接或间接与飞机发动机连接，电机工作转速高；为飞机整机提供交直流电能，单台电机功率大。随着多电飞机和全电飞机的发展，飞机对其电源系统供电需求激增，航空交直流单台电机重量最大已达200kg,功率可达250KW，转速达到近40000r/min。随着单台电机转速的增大，航空交直流发电机或电动机对配套拖动系统和测功机系统的安装同轴提出了更高的要求，要求被测试电机与配套测试系统的安装径向同轴和轴向同轴均不大于0.05mm。同轴精度要求的提高和重量增大，致使现有电机安装技术已无法满足高转速电机的测试需求。

航空交直流电机底座安装测试试验系统拓扑结构如图1所示，在测功机系统或拖动系统底座100上，电动机/发电机500通过电机底座400安装在电机安装底座200上，之间设置多层调节垫片300，测功机系统或拖动系统900通过输出底座800伸出有传动轴700，传动轴700与电机输出轴600对接，输出底座800端部设置有安装法兰，以与电机对接。

在航空交直流电机与拖动系统和测功机系统安装配合方面，常用的三种方法和其优劣如下所述。

1.对具有安装法兰和安装止口配合的电机，通常在设计配套工装时，严格控制电机接口与连接法兰的配合公差带在0.05mm范围，即可满足高速大重量电机的安装精度要求。此方法安装效率和同轴精度高，适用安装法兰和安装止口的电机。

2.对无安装止口，只具备底座安装的电机，根据电机的中心高，设计L型试验夹具输出止口中心略高于电机中心高度0.5-1mm。将被测试电机放置在L型夹具上，利用与电机输出轴固定的杠杆百分表相对L型安装止口进行电机径向同轴和轴向同轴调整，然后根据百分表的正负偏差进行电机左右调整和选择合适的调整垫片在电机安装螺孔出进行垫高和降低，如此重复调整，直至电机输出轴的安装同轴精度满足被测试电机要求，然后将已安装电机的L型夹具与试验设备进行连接即可满足试验。此方法适合重量较小的底座安装式电机的同轴安装，电机重量大于30kg，三轴调节困难，安装效率低。

3.对无安装止口，只具备底座安装的电机，根据电机的中心高，设计N型夹具高度与电机中心高之和低于拖动系统和测功机系统输出转动轴0.5-1mm。将被测试电机放置在N型夹具上，利用与电机输出轴固定的杠杆百分表相对拖动系统的安装止口进行电机径向同轴和轴向同轴调整，然后根据百分表的正负偏差进行电机左右调整和选择合适的调整垫片在电机安装螺孔出进行垫高和降低，如此重复调整，直至电机输出轴的安装同轴精度满足被测试电机要求。此方法适合重量较小的底座安装式电机的同轴安装，但电机重量大于30kg时，则存在三轴调节困难，安装效率低等缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种电机测试用三轴连续可调工装，主要包括：

底座，具有沿X轴方向延伸的直齿条；

中框架，设置在底座上方，中框架外侧设置有横向驱动机构，横向驱动机构包括一设置在其底部的驱动齿轮及驱动所述驱动齿轮转动的横向摇把，驱动齿轮与所述直齿条啮合，中框架具有方形口，方形口内壁沿Y轴方向具有纵向滑轨，中框架上在与所述滑轨相邻的一侧固定有纵向驱动机构，纵向驱动机构具有螺纹孔，丝杆穿过所述螺纹孔，一端设置有纵向摇把，另一端连接有丝母；

上框架，具有滑动底板及升降台，滑动底板与所述丝母固定连接，升降台设置在滑动底板上，升降台上方设置有垂向摇把，与垂向摇把连接的转轴穿过所述升降台，并在升降台底部与设置在滑动底板上的主动齿轮啮合，滑动底板上还设置有与主动齿轮啮合的丝杆齿轮，丝杆齿轮通过带螺纹的转轴与垂向丝母连接，垂向丝母在升降台底部与升降台固定连接。

优选的是，所述底座上设置有两条平行的直齿条，两条直齿条内侧设置有横向滑轨，中框架底部设置有与所述横向滑轨滑动配合的横向滑块。

优选的是，中框架包括由两条横边及两条纵边形成的框架主体，两条横边设置在底座的两条直齿条之上，所述横向驱动机构通过螺钉固定在所述横边的端部，所述纵向驱动机构通过螺钉固定在所述横边的中间。

优选的是，所述中框架的横边上设置有螺纹孔，适配安装有用于横向锁止及纵向锁止的外六方螺钉。

优选的是，所述垂向摇把设置在升降台的一角，与垂向摇把连接的转轴通过球轴承与升降台连接。

优选的是，主动齿轮通过中间齿轮连接丝杆齿轮，中间齿轮位于滑动底板的中间，丝杆齿轮包括多个，沿周向布置在中间齿轮的外侧。

本申请可满足大中小型高转速航空底座式安装电机对高精度同轴对中安装要求，同时降低安装难度，提高了安装效率。

附图说明

图1是航空交直流电机底座安装测试试验系统拓扑结构示意图。

图2是本申请实施例的X轴移动示意图。

图3是本申请实施例的Y轴移动示意图。

图4是本申请实施例的Z轴移动示意图。

其中，100-测功机系统或拖动系统底座，200-电机安装底座，300-调节垫片，400-电机底座，500-电动机/发电机，600-电机输出轴，700-传动轴，800-输出底座，900-测功机系统或拖动系统；

1-底座，11-直齿条，12-横向滑轨；

2-中框架，21-横向驱动机构，22-驱动齿轮，23-横向摇把，24-纵向滑轨，25-纵向驱动机构，26-丝杆，27-纵向摇把，28-丝母，29-横向滑块；

3-上框架，31-滑动底板，32-升降台，33-垂向摇把，34-主动齿轮，35-丝杆齿轮，36-垂向丝母，37-球轴承，38-中间齿轮。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

本申请提供了一种电机测试用三轴连续可调工装，如图2-图4所示，主要包括：

底座1，具有沿X轴方向延伸的直齿条11；

中框架2，设置在底座上方，中框架2外侧设置有横向驱动机构21，横向驱动机构21包括一设置在其底部的驱动齿轮22及驱动所述驱动齿轮22转动的横向摇把23，驱动齿轮22与所述直齿条11啮合，中框架2具有方形口，方形口内壁沿Y轴方向具有纵向滑轨24，中框架2上在与所述滑轨24相邻的一侧固定有纵向驱动机构25，纵向驱动机构25具有螺纹孔，丝杆26穿过所述螺纹孔，一端设置有纵向摇把27，另一端连接有丝母28；

上框架3，具有滑动底板31及升降台32，滑动底板31与所述丝母28固定连接，升降台32设置在滑动底板31上，升降台32上方设置有垂向摇把33，与垂向摇把33连接的转轴穿过所述升降台32，并在升降台32底部与设置在滑动底板31上的主动齿轮34啮合，滑动底板31上还设置有与主动齿轮34啮合的丝杆齿轮35，丝杆齿轮35通过带螺纹的转轴与垂向丝母36连接，垂向丝母36在升降台32底部与升降台32固定连接。

本申请选取传动轴轴中心高为355mm的测功机系统和电机输出轴中心高为260mm的电动机进行三轴连续可调试验工装的设计实施。根据测功机系统的传动轴轴中心高、安装法兰至系统底座的宽度和电机输出中心高等尺寸，该系统安装接口能够分别独立完成横向X(左右)、纵向Y(前后)、高低Z(上下)三个方向的连续可调移动，三轴连续可调左右行程为750mm，前后行程为50mm，高低形成为20mm。

在一些可选实施方式中，所述垂向摇把33设置在升降台的一角，与垂向摇把33连接的转轴通过球轴承37与升降台连接。

在一些可选实施方式中，主动齿轮34通过中间齿轮38连接丝杆齿轮35，中间齿轮位于滑动底板31的中间，丝杆齿轮35包括多个，沿周向布置在中间齿轮38的外侧。

如图2所示，转动横向摇把23，直接驱动齿轮在齿条上的移动，带动中框架2及上框架3，实现在横向X(左右)方向上750mm的移动和调节。如图3所示，转动纵向摇把27，转动丝杆26，带动丝母28运动，丝母28带动整个上框架3实现在纵向Y(前后)方向上50mm的移动和调节。如图4所示，转动垂向摇把33，直接带动主动齿轮34(齿数z＝20、模数m＝2)转动，传动中间齿轮38(齿数z＝99、模数m＝2)和丝杆齿轮35(齿数z＝60、模数m＝2)旋转，丝杆齿轮上的丝杆(Tr52×8)旋转，顶起工作台上的丝母，实现在高低Z(上下)方向上20mm的移动和调节。

在一些可选实施方式中，所述底座1上设置有两条平行的直齿条11，两条直齿条11内侧设置有横向滑轨12，中框架2底部设置有与所述横向滑轨12滑动配合的横向滑块29。

在一些可选实施方式中，中框架2包括由两条横边及两条纵边形成的框架主体，两条横边设置在底座的两条直齿条11之上，所述横向驱动机构21通过螺钉固定在所述横边的端部，所述纵向驱动机构25通过螺钉固定在所述横边的中间。

在一些可选实施方式中，所述中框架2的横边上设置有螺纹孔，适配安装有用于横向锁止及纵向锁止的外六方螺钉。

本实施例中，左右X方向，使用两个外六方螺钉进行锁紧；前后Y方向，使用四个内六方螺钉进行锁紧，上下Z方向，使用两个外六方螺钉进行锁紧。

相比现有技术，本发明所述三轴连续可调工装无需增加调整垫片，对安装测试现场无需起重设备等工作条件要求，该方法不仅可由单人实施，也可实现双端不同转速接口的自由切换，极大地节省了人力物力要求，提高了安装调整效率，具有极强的实用性。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种电机测试用三轴连续可调工装，其特征在于，包括：

底座(1)，具有沿X轴方向延伸的直齿条(11)；

中框架(2)，设置在底座上方，中框架(2)外侧设置有横向驱动机构(21)，横向驱动机构(21)包括一设置在其底部的驱动齿轮(22)及驱动所述驱动齿轮(22)转动的横向摇把(23)，驱动齿轮(22)与所述直齿条(11)啮合，中框架(2)具有方形口，方形口内壁沿Y轴方向具有纵向滑轨(24)，中框架(2)上在与所述纵向滑轨(24)相邻的一侧固定有纵向驱动机构(25)，纵向驱动机构(25)具有螺纹孔，丝杆(26)穿过所述螺纹孔，一端设置有纵向摇把(27)，另一端连接有丝母(28)；

上框架(3)，具有滑动底板(31)及升降台(32)，滑动底板(31)与所述丝母(28)固定连接，升降台(32)设置在滑动底板(31)上，升降台(32)上方设置有垂向摇把(33)，与垂向摇把(33)连接的转轴穿过所述升降台(32)，并在升降台(32)底部与设置在滑动底板(31)上的主动齿轮(34)啮合，滑动底板(31)上还设置有与主动齿轮(34)啮合的丝杆齿轮(35)，丝杆齿轮(35)通过带螺纹的转轴与垂向丝母(36)连接，垂向丝母(36)在升降台(32)底部与升降台(32)固定连接。

2.如权利要求1所述的电机测试用三轴连续可调工装，其特征在于，所述底座(1)上设置有两条平行的直齿条(11)，两条直齿条(11)内侧设置有横向滑轨(12)，中框架(2)底部设置有与所述横向滑轨(12)滑动配合的横向滑块(29)。

3.如权利要求1所述的电机测试用三轴连续可调工装，其特征在于，中框架(2)包括由两条横边及两条纵边形成的框架主体，两条横边设置在底座的两条直齿条(11)之上，所述横向驱动机构(21)通过螺钉固定在所述横边的端部，所述纵向驱动机构(25)通过螺钉固定在所述横边的中间。

4.如权利要求3所述的电机测试用三轴连续可调工装，其特征在于，所述中框架(2)的横边上设置有螺纹孔，适配安装有用于横向锁止及纵向锁止的外六方螺钉。

5.如权利要求1所述的电机测试用三轴连续可调工装，其特征在于，所述垂向摇把(33)设置在升降台的一角，与垂向摇把(33)连接的转轴通过球轴承(37)与升降台连接。

6.如权利要求1所述的电机测试用三轴连续可调工装，其特征在于，主动齿轮(34)通过中间齿轮(38)连接丝杆齿轮(35)，中间齿轮位于滑动底板(31)的中间，丝杆齿轮(35)包括多个，沿周向布置在中间齿轮(38)的外侧。

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