CN114378528A - 动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统、方法及齿轮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统、方法及齿轮，以解决目前电机与齿轮压装工作效率低，及压装中金属表面损伤导致存在安全隐患的技术问题。该系统包括由支撑组件、动力组件及量规组件构成的装配组件及待装配电机和齿轮；动力组件包括与电机非驱动端抵接的液压缸、与轴向液压孔相接的第一液压泵组和与液压缸相接的第二液压泵；量规组件包括径向扩大量规和齿轮推进量规。该方法为：启动第一液压泵使电机轴锥轴孔径向扩大，径向扩大量规测量扩大量满足所需后启动第二液压泵施加轴向推力，齿轮推进量规测量推进量直至电机与齿轮配合到位。该齿轮设有至少一个由轴向液压孔、径向液压孔和环形凹槽构成的液压通道。
Description
技术领域
本发明涉及直流电机齿轮压装装置，具体涉及一种动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统、方法及与直流电机相配合的齿轮。
背景技术
动车、高铁上的直流电机与齿轮压装过程，需要将齿轮锥轴与电机轴进行装配，而齿轮锥轴与电机轴锥轴孔之间属过盈配合，目前动车、高铁直流电机齿轮的压装过程一般是利用热胀原理，依靠人工捶打将齿轮锥轴压进电机锥轴孔内，在压装过程由于力度的不均匀，对齿轮锥轴与电机轴之间的金属配合表面会产生不同程度的损伤，为后期使用造成安全隐患，降低电机齿轮使用寿命，且工作效率低且耗费人力。
发明内容
本发明目的在于解决目前直流电机与齿轮压装过程金属配合表面损伤从而产生后期使用存在安全隐患且工作效率低的技术问题，提出一种动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统、方法及与直流电机相配合的齿轮。
本发明提供的技术方案为：
一种动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统，其特殊之处在于，包括装配组件以及待装配的电机和齿轮；所述装配组件包括支撑组件、动力组件及量规组件；
电机包括电机驱动端和电机非驱动端，电机驱动端设置有电机轴；沿电机轴轴向开设有电机轴锥轴孔；
齿轮包括轮齿段和与轮齿段一端相接的齿轮锥轴；所述轮齿段具有至少一个轴向液压孔，所述轴向液压孔贯穿轮齿段并延伸至齿轮锥轴；所述齿轮锥轴上具有至少一个环形凹槽，所述环形凹槽沿齿轮锥轴外侧面周向开设；所述齿轮锥轴内设置有径向液压孔，所述轴向液压孔与所述环形凹槽之间通过径向液压孔连通，构成一个液压通道；
所述齿轮锥轴与所述电机轴锥轴孔之间为过盈配合，且齿轮锥轴与电机轴锥轴孔部分对接设置在支撑组件上，齿轮锥轴的外侧面与电机轴锥轴孔的内壁面抵接；
所述动力组件包括液压缸、第一液压泵组和第二液压泵；
所述第一液压泵组包括至少一个第一液压泵，所述第一液压泵包括第一接头，第一接头与所述轴向液压孔相接，所述第一接头用于将液体注入轴向液压孔；
所述电机非驱动端与液压缸相抵接，所述液压缸固定于所述支撑组件；
所述第二液压泵包括第二接头，第二接头与液压缸相接，所述第二液压泵用于向电机非驱动端提供轴向推力源；
所述量规组件包括套设在电机轴外侧的径向扩大量规和套设在轮齿段外侧的齿轮推进量规。
进一步地，所述齿轮上设置有两个液压通道；
所述第一液压泵组包括两个第一液压泵，第一液压泵向液压通道注入的液体为甘油。
进一步地，所述第一液压泵对电机轴锥轴孔内壁产生的径向压力为200～300Mpa；
所述第二液压泵对电机非驱动端产生的轴向压力为80～100Mpa。
进一步地，所述径向扩大量规包括第一固定环、测量板和第一千分表；所述第一固定环套设在电机轴的外侧；所述测量板设置在第一固定环上且与电机轴的外壁面抵接，所述第一千分表与测量板相接，用于显示径向扩大数值；
所述齿轮推进量规包括第二固定环、设置在第二固定环上的表座及设置在表座上的测量杆和第二千分表，所述测量杆一端与第二千分表连接，且测量杆另一端与电机轴靠近轮齿段的端面相抵接；所述第二固定环套设在所述轮齿段外侧。
进一步地，所述径向扩大量规的第一固定环和测量板材料为铝。
进一步地，所述液压缸包括活塞、缸体及液压轴，液压轴连接于所述活塞，所述活塞与所述缸体之间形成液压腔；
所述第二液压泵与所述液压腔连通；
所述电机非驱动端与液压轴端相抵接；
所述液压轴上设置有托架，用于支撑液压轴。
进一步地，所述支撑组件包括底板、设置在底板上的支撑架、设置在支撑架上的V型上支架及设置在底板两侧的第一侧支架和第二侧支架；所述V型上支架可相对支撑架沿电机的轴向方向水平滑动；
所述电机设置在V型上支架上，所述轮齿段的另一端固定设置在第一侧支架上，所述液压缸的活塞端固定连接在第二侧支架上。
本发明还提供一种动车、高铁的直流电机与齿轮装配方法，其特殊之处在于，基于上述的动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统，具有以下步骤：
S1、启动第一液压泵，通过第一接头将液体注入轴向液压孔，所述液体通过轴向液压孔上的径向液压孔进入到齿轮锥轴外侧的环形凹槽中，在液体作用下电机轴锥轴孔径向扩大；
S2、采用径向扩大量规测量电机轴锥轴孔的扩大量；
S3、当电机轴锥轴孔的扩大量满足所需要的扩大量后，启动第二液压泵，通过第二接头向液压缸施加轴向推力，推动电机使电机轴锥轴孔与齿轮锥轴结合；
S4、采用齿轮推进量规测量齿轮的轴向推进量，以判断电机轴锥轴孔与齿轮锥轴是否配合到位，若没有配合到位，继续通过第一液压泵施加径向力和通过第二液压泵施加轴向力，若配合到位，则先关闭第一液压泵，再关闭第二液压泵。
本发明还提供一种用于与动车、高铁的直流电机配合的齿轮，其特殊之处在于：所述齿轮包括轮齿段和与轮齿段一端相接的齿轮锥轴；
所述轮齿段具有至少一个轴向液压孔，所述轴向液压孔贯穿轮齿段并延伸至齿轮锥轴；
所述齿轮锥轴上具有至少一个环形凹槽，所述环形凹槽沿齿轮锥轴外侧面周向开设；
所述齿轮锥轴内设置有径向液压孔，所述轴向液压孔与所述环形凹槽之间通过径向液压孔连通，构成一个液压通道。
进一步地，所述齿轮上设置有两个液压通道。
本发明的有益效果：
1、本发明通过在齿轮上设置相通的轴向液压孔、径向液压孔和环形凹槽，使用液压泵将液体注入环形凹槽对电机轴锥轴孔内壁施加径向的外扩力，再通过电机非驱动端上液压缸的轴向推力，完成电机与齿轮的过盈装配，该装配系统不会对齿轮锥轴和电机轴锥轴孔的相接面产生损坏，安装质量高，使得装配后的电机与齿轮在使用过程中安全性更高。
2、基于第一液压泵对电机轴锥轴孔的径向压力，测量电机轴锥轴孔的扩大量，使其满足齿轮锥轴所需扩大量后启动第二液压泵，产生轴向推力使电机轴锥轴孔与齿轮锥轴配合到位，该方法操作简单，不需要人工捶打操作，避免了对电机和齿轮的损伤，提高了工作效率，延长了电机与齿轮的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统示意图；
图2为本发明实施例中电机轴锥轴孔与齿轮锥轴结构示意图；
图3为本发明实施例中径向扩大量规结构示意图；
图4为本发明实施例中齿轮推进量规结构示意图。
附图标记如下：
1-齿轮，2-电机，3-托架，4-液压缸，5-第二接头，6-第二侧支架，7-支撑架，8-V型上支架，9-第一侧支架，10-第一液压泵，11-第一接头，12-轮齿段，13-电机轴，14-轴向液压孔，15-径向液压孔，16-环形凹槽，17-第一固定环，18-测量板，19-第一千分表，20-第二固定环，21-表座，22-第二千分表，23-测量杆，24-齿轮锥轴。
具体实施方式
参见图1和图2，本实施例提供一种动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统，该装配系统包括装配组件以及待装配的电机2和齿轮1；所述装配组件包括支撑组件、动力组件及量规组件；电机2包括电机驱动端和电机非驱动端，电机驱动端设置有电机轴13；沿电机轴13的轴向开设有电机轴锥轴孔。
齿轮1包括轮齿段12和与轮齿段12一端相接的齿轮锥轴24；轮齿段12具有两个轴向液压孔14，轴向液压孔14贯穿轮齿段12并延伸至齿轮锥轴24；齿轮锥轴24上具有两个沿齿轮锥轴24外侧面轴向开设的环形凹槽16；齿轮锥轴24内设置有径向液压孔15，轴向液压孔14与环形凹槽16之间通过径向液压孔15连通；也就是在齿轮1上设置两个液压通道，按照液体的流动方向，每个液压通道包括依次连接的一个轴向液压孔14、一个径向液压孔15和一个环形凹槽16。
齿轮锥轴24与电机轴锥轴孔之间为过盈配合，且齿轮锥轴24与电机轴锥轴孔部分对接设置在支撑组件上，齿轮锥轴24的外侧面与电机轴锥轴孔的内壁面抵接。
动力组件包括液压缸4、第一液压泵组和第二液压泵，第一液压泵组包括两个第一液压泵10，第一液压泵10包括第一接头11，第一接头11与轴向液压孔14相接，第一接头11用于将甘油注入轴向液压孔14；第一液压泵10对电机轴锥轴孔内壁产生的径向压力为200～300Mpa，径向压力大，可以实现将电机轴锥轴孔径向扩大。
电机非驱动端与液压缸4相抵接，液压缸4固定于支撑组件；第二液压泵包括第二接头5，第二接头5与液压缸4相接，第二液压泵对电机非驱动端产生的轴向压力为80～100Mpa，第二液压泵用于在电机轴锥轴孔径向扩大后向电机非驱动端提供轴向推力源，推动电机轴锥轴孔与齿轮锥轴24配合到位。
液压缸4包括活塞、缸体及液压轴，液压轴连接于活塞，活塞与缸体之间形成液压腔；第二液压泵与液压腔连通；电机非驱动端与液压轴端相抵接；液压轴上设置有托架3，用于支撑液压轴。
量规组件包括套设在电机轴13外侧的径向扩大量规和套设在轮齿段12外侧的齿轮推进量规。
参见图3，径向扩大量规包括第一固定环17、测量板18和第一千分表19；第一固定环17套设在电机轴13的外侧；测量板18设置在第一固定环17上且与电机轴13的外壁面抵接，第一千分表19与测量板18相接，用于显示径向扩大数值。
径向扩大量规是测量径向变化量的量具，要求量规本身材料不会影响轴径变化，本实施例选择铝材料，此种材料材质偏软，与轴贴合性高，延展性好，可以提高对电机轴13径向扩大量的测量精度。
参见图4，齿轮推进量规包括第二固定环20、设置在第二固定环20上的表座21及设置在表座21上的测量杆23和第二千分表22，测量杆23的一端与第二千分表22连接，且测量杆23的另一端与电机轴13靠近轮齿段12的端面相抵接；第二固定环20套设在轮齿段12外侧。
支撑组件包括底板、设置在底板上的支撑架7、设置在支撑架7上的V型上支架8及设置在底板两侧的第一侧支架7和第二侧支架6，所述V型上支架8可相对支撑架7沿电机2的轴向方向水平滑动；电机2设置在V型上支架8上，轮齿段12的另一端固定设置在第一侧支架7上，液压缸4的缸体固定连接在第二侧支架6上。
基于上述动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统，其工作流程包括以下步骤：
S1、电机2和齿轮1设置在支撑组件上，齿轮锥轴24与电机轴锥轴孔已经部分对接在一起，齿轮锥轴24的外侧面与电机轴锥轴孔的内壁面抵接；启动两个第一液压泵10，通过第一接头11将甘油注入轴向液压孔14，甘油通过轴向液压孔14上的径向液压孔15进入到齿轮锥轴24外侧的环形凹槽16中，在第一液压泵10的高压作用下，环形凹槽16中的甘油使电机轴锥轴孔沿径向扩张；
S2、采用径向扩大量规测量电机轴锥轴孔的径向扩大量，根据测量板18的变化量，读取径向扩大量规上第一千分表19的径向扩大数值；
S3、当电机轴锥轴孔的扩大量满足齿轮锥轴24所需要的扩大量后，启动第二液压泵，通过第二接头5向液压缸4中活塞施加轴向推力，进而使液压轴推动电机非驱动端使电机轴锥轴孔与齿轮锥轴24相配合；
S4、采用齿轮推进量规测量齿轮的轴向推进量，以判断电机轴锥轴孔与齿轮锥轴24是否配合到位，若没有配合到位，继续通过第一液压泵10施加径向力和通过第二液压泵施加轴向力，若配合到位，则先关闭第一液压泵10，再关闭第二液压泵。
进行装配工作时，通过高精度的减压器控制第一液压泵10和第二液压泵的增压过程，第一液压泵10能实现使电机轴锥轴孔径向扩大量大于0.216mm，且泄压静置两个小时后径向的扩大量在0.0889mm～0.1016mm之间；第二液压泵不仅能实现电机2在轴向上0.254mm的微小推进量，还能实现大于4.0mm的总推进量；整个装配过程基于液压泵的作用，实现电机2和齿轮1的装配，提高了工作效率，减小装配过程中对电机2和齿轮1的损伤，提高了使用过程中的安全性。
Claims (10)
1.一种动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统，其特征在于，包括装配组件以及待装配的电机(2)和齿轮(1)；所述装配组件包括支撑组件、动力组件及量规组件；
电机(2)包括电机驱动端和电机非驱动端，电机驱动端设置有电机轴(13)；沿电机轴(13)轴向开设有电机轴锥轴孔；
齿轮(1)包括轮齿段(12)和与轮齿段(12)一端相接的齿轮锥轴(24)；所述轮齿段(12)具有至少一个轴向液压孔(14)，所述轴向液压孔(14)贯穿轮齿段(12)并延伸至齿轮锥轴(24)；所述齿轮锥轴(24)上具有至少一个环形凹槽(16)，环形凹槽(16)沿齿轮锥轴(24)外侧面周向开设；所述齿轮锥轴(24)内设置有径向液压孔(15)，所述轴向液压孔(14)与所述环形凹槽(16)之间通过径向液压孔(15)连通，构成一个液压通道；
所述齿轮锥轴(24)与所述电机轴锥轴孔之间为过盈配合，且齿轮锥轴(24)与电机轴锥轴孔部分对接后设置在支撑组件上，齿轮锥轴(24)的外侧面与电机轴锥轴孔的内壁面抵接；
所述动力组件包括液压缸(4)、第一液压泵组和第二液压泵；
所述第一液压泵组包括至少一个第一液压泵(10)，所述第一液压泵(10)包括第一接头(11)，第一接头(11)与所述轴向液压孔(14)相接，所述第一接头(11)用于将液体注入轴向液压孔(14)；
所述电机非驱动端与液压缸(4)相抵接，所述液压缸(4)固定于所述支撑组件；
所述第二液压泵包括第二接头(5)，第二接头(5)与液压缸(4)相接，所述第二液压泵用于向电机非驱动端提供轴向推力源；
所述量规组件包括套设在电机轴(13)外侧的径向扩大量规和套设在轮齿段(12)外侧的齿轮推进量规。
2.根据权利要求1所述的动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统，其特征在于：
所述齿轮(1)上设置有两个液压通道；
所述第一液压泵组包括两个第一液压泵(10)，第一液压泵(10)向液压通道注入的液体为甘油。
3.根据权利要求1或2所述的动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统，其特征在于：
所述第一液压泵(10)对电机轴锥轴孔内壁产生的径向压力为200～300Mpa；
所述第二液压泵对电机非驱动端产生的轴向压力为80～100Mpa。
4.根据权利要求3所述的动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统，其特征在于：
所述径向扩大量规包括第一固定环(17)、测量板(18)和第一千分表(19)；所述第一固定环(17)套设在电机轴(13)的外侧；所述测量板(18)设置在第一固定环(17)上且与电机轴(13)的外壁面抵接，所述第一千分表(19)与测量板(18)相接，用于显示径向扩大数值；
所述齿轮推进量规包括第二固定环(20)、设置在第二固定环(20)上的表座(21)及设置在表座(21)上的测量杆(23)和第二千分表(22)，所述测量杆(23)的一端与第二千分表(22)连接，且测量杆(23)的另一端与电机轴(13)靠近轮齿段(12)的端面相抵接；所述第二固定环(20)套设在所述轮齿段(12)外侧。
5.根据权利要求4所述的动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统，其特征在于：
所述径向扩大量规的第一固定环(17)和测量板(18)材料为铝。
6.根据权利要求5所述的动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统，其特征在于：
所述液压缸(4)包括活塞、缸体及液压轴，液压轴连接于所述活塞，所述活塞与所述缸体之间形成液压腔；
所述第二液压泵与所述液压腔连通；
所述电机非驱动端与液压轴端相抵接；
所述液压轴上设置有托架(3)，用于支撑液压轴。
7.根据权利要求6所述的动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统，其特征在于：
所述支撑组件包括底板、设置在底板上的支撑架(7)、设置在支撑架(7)上的V型上支架(8)及设置在底板两侧的第一侧支架(9)和第二侧支架(6)；所述V型上支架(8)可相对支撑架(7)沿电机(2)的轴向方向水平滑动；
所述电机(2)设置在V型上支架(8)上，所述轮齿段(12)的另一端固定设置在第一侧支架(9)上，所述液压缸(4)的缸体固定连接在第二侧支架(6)上。
8.一种动车、高铁的直流电机与齿轮装配方法，其特征在于，基于权利要求1-7任一所述的动车、高铁的直流电机与齿轮装配系统，具有以下步骤：
S1、启动第一液压泵(10)，通过第一接头(11)将液体注入轴向液压孔(14)，所述液体通过轴向液压孔(14)上的径向液压孔(15)进入到齿轮锥轴(24)外侧的环形凹槽(16)中，在液体作用下电机轴锥轴孔径向扩大；
S2、采用径向扩大量规测量电机轴锥轴孔的扩大量；
S3、当电机轴锥轴孔的扩大量满足所需要的扩大量后，启动第二液压泵，通过第二接头(5)向液压缸(4)施加轴向推力，推动电机(2)使电机轴锥轴孔与齿轮锥轴(24)结合；
S4、采用齿轮推进量规测量齿轮的轴向推进量，以判断电机轴锥轴孔与齿轮锥轴(24)是否配合到位，若没有配合到位，继续通过第一液压泵(10)施加径向力和通过第二液压泵施加轴向力，若配合到位，则先关闭第一液压泵(10)，再关闭第二液压泵。
9.一种用于与动车、高铁的直流电机配合的齿轮，其特征在于：所述齿轮包括轮齿段(12)和与轮齿段(12)一端相接的齿轮锥轴(24)；
所述轮齿段(12)具有至少一个轴向液压孔(14)，所述轴向液压孔(14)贯穿轮齿段(12)并延伸至齿轮锥轴(24)；
所述齿轮锥轴(24)上具有至少一个环形凹槽(16)，所述环形凹槽(16)沿齿轮锥轴(24)外侧面周向开设；
所述齿轮锥轴(24)内设置有径向液压孔(15)，所述轴向液压孔(14)与所述环形凹槽(16)之间通过径向液压孔(15)连通，构成一个液压通道。
10.根据权利要求9所述的用于与动车、高铁的直流电机配合的齿轮，其特征在于：
所述齿轮上设置有两个液压通道。
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