CN114577423B - 应用于电机振动测试的高速拖动装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了应用于电机振动测试的高速拖动装置，包括振动台主体和振动源，振动台主体上设有驱动电机和与振动源相传动配接的变速传动机构，变速传动机构包括变速箱，变速箱内设有电机装载位、至少两个传动轴，驱动电机的驱动轴通过柔性传动套与任一传动轴相传动连接，待测试电机的电机轴与传动轴之间及相邻传动轴之间设有配速传动皮带组。本发明能满足高速拖动需求，较小转速即可实现高速测试，柔性传动套进行柔性传动满足振动测试过中的传动偏向偏移适应需求，同时利用楔带轮实现较稳定传动，不易出现打滑现象，使得测试较为可靠稳定。满足电机三向振动测试需求，换向测试作业方便高效流畅，缩短了电机测试周期，提高了电机测试效率。

Description

应用于电机振动测试的高速拖动装置

技术领域

本发明涉及应用于电机振动测试的高速拖动装置，属于振动测试的技术领域。

背景技术

目前国内外电动振动台的发展已经越来越成熟，种类也越来越丰富。对于振动台使用方式也多种多样，范围也越来越广；现需求一套系统能够在振动环境下实现电机拖动加载功能的试验设备，主要目的为测试汽车发电机的工作状态下的可靠性，需电机为工作状态下，就需要拖动电机转动并且是超高转速，达到试验真实的复制实际工作状态。

在超高速拖动振动测试过程中，首先需要解决拖动电机传动到振动台面上的问题，因为台面有位移振动，所以需要柔性传动组件进行传动，用以抵消振动位移的影响，同时柔性传动组件必须安装有监控运行的传感器，一旦发生柔性传动组件故障必须立刻停机，保证试验的安全性。由于驱动电机转速一般选择不大于5000r/min，因为转速再高对柔性传动组件的要求就特别高，而且也危险性也很高，所以选择超高速拖动的时候需要设计一套变速装置，变速装置需要能适应振动环境下可靠运行。对加工件的加工精度、平衡性、强度、刚度、模态的大小等必须满足设计要求；标准件的疲劳、转速、线速度等特殊要求参数也要满足高转速、高精度和高负载的要求。安装调试非常重要，对现场安装调试人员是个非常大的挑战。因为是动态高速度试验，所以调试中出现一点点的偏斜、不同心、不等高现象就可能导致整个试验的失败。

申请公布号CN113720561A的中国发明专利揭示了用于汽车发电机的振动测试平台，其采用皮带传动实现变速，其发电机转轴转子通过皮带进行拉力传动，由于其处于高速及高振动环境下，直接转子传动较难实现扭力扭矩稳定传递，很容易出现打滑等现象，造成检测精度不足，另外，传动速比较难实现超高速的配速测试需求。

另外，此试验方向为X、Y、Z三方向都需要做，所以设计时也需要考虑三个方向的安装试验。传统振动测试仅为单一方向搭载，很难满足实际测试需求。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，针对传统高速拖动装置稳定性差等诸多缺陷的问题，提出应用于电机振动测试的高速拖动装置。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

应用于电机振动测试的高速拖动装置，包括振动台主体和设置在所述振动台主体上的振动源，所述振动台主体上设有驱动电机和与所述振动源相传动配接的变速传动机构，

所述变速传动机构包括变速箱，所述变速箱内设有用于搭载待测试电机的电机装载位、至少两个传动轴，

所述驱动电机的驱动轴通过柔性传动套与任一所述传动轴相传动连接，所述待测试电机的电机轴与所述传动轴之间及相邻所述传动轴之间设有配速传动皮带组。

优选地，所述柔性传动套包括配接法兰座和柔性垫片组，所述柔性垫片组具备周向均匀分布的用于与所述配接法兰座相轴向锁固的轴向锁销位，

所述配接法兰座设置在所述传动轴上、所述柔性垫片组设置在所述驱动电机的驱动轴上，或所述配接法兰座设置在所述驱动电机的驱动轴上、所述柔性垫片组设置在所述传动轴上。

优选地，所述配接法兰座内设有朝向所述柔性垫片组的广口沉凹。

优选地，所述变速箱内设有第一传动轴和第二传动轴，所述第一传动轴与所述第二传动轴之间设有第一配速传动皮带组，所述第二传动轴与所述待测试电机的电机轴之间设有第二配速传动皮带组。

优选地，所述第一配速传动皮带组包括设置在所述第一传动轴上的第一楔带轮、设置在所述第二传动轴上的第二楔带轮、设置在所述第一楔带轮与所述第二楔带轮上的第一传动皮带，

所述第二配速传动皮带组包括设置在所述第二传动轴上的第三楔带轮、设置在所述待测试电机的电机轴上的第四楔带轮、设置在所述第三楔带轮与所述第四楔带轮上的第二传动皮带。

优选地，所述第一传动轴上设有两个相间隔设置的第一高速轴承座，所述第一楔带轮设置在两个所述第一高速轴承座之间，并且所述第一楔带轮两侧分别设有锁固在所述第一传动轴上的第一锁紧环；

所述第二传动轴上设有两个相间隔设置的第二高速轴承座，所述第二楔带轮设置在两个所述第二高速轴承座之间，并且所述第二楔带轮两侧分别设有锁固在所述第二传动轴上的第一锁紧环。

优选地，所述第二配速传动皮带组与所述电机装载位分别具备用于调节传动皮带张紧度的张紧度调节位移机构。

优选地，所述振动台主体上设有第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机与所述第二驱动电机的驱动轴方向互成直角，所述振动源上设有用于变速箱换向搭载的变向搭载座。

优选地，所述振动源具备用于搭载所述变向搭载座的振动端，所述振动源具备振动端水平及振动端朝向顶部的切换工位，所述振动台主体上设有用于与所述振动端朝向顶部的工位相配合的第三驱动电机。

优选地，所述振动源枢轴配接在所述振动台主体上，所述振动台主体上设有用于搭载所述第三驱动电机的电机载架。

本发明的有益效果主要体现在：

1.能满足待测试电机高速拖动需求，仅需要较小转速驱动电机即可实现高转速测试，通过柔性传动套进行柔性传动，满足振动测试过程中的传动偏向偏移适应性需求，同时利用楔带轮实现较稳定传动，不易出现打滑现象，使得测试较为可靠稳定。

2.满足电机三向振动测试需求，换向测试作业方便高效流畅，缩短了电机测试周期，提高了电机测试效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明应用于电机振动测试的高速拖动装置的俯视结构示意图。

图2是本发明应用于电机振动测试的高速拖动装置中驱动电机与变速传动机构的传动配接结构示意图。

图3是本发明应用于电机振动测试的高速拖动装置中柔性传动套的动态结构示意图。

图4是本发明应用于电机振动测试的高速拖动装置中柔性传动套的另一动态结构示意图。

图5是本发明应用于电机振动测试的高速拖动装置中水平振动测试的结构示意图。

图6是本发明应用于电机振动测试的高速拖动装置中垂直振动测试的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供了应用于电机振动测试的高速拖动装置，如图1至图6所示，包括振动台主体1和设置在振动台主体上的振动源2。

振动台主体1上设有驱动电机3和与振动源2相传动配接的变速传动机构4。变速传动机构4包括变速箱40，变速箱40内设有用于搭载待测试电机100的电机装载位41、至少两个传动轴42。

驱动电机3的驱动轴30通过柔性传动套5与任一传动轴42相传动连接，待测试电机100的电机轴与传动轴42之间及相邻传动轴42之间设有配速传动皮带组6。

具体地实现过程及原理说明：

参照图2至图4所示，通过驱动电机3的驱动轴30旋转进行扭矩输入，通过柔性传动套5进行柔性传动，再通过传动轴42进行速比调控，利用配速传动皮带组6进行变速传动，如此，在驱动电机3较小地转速下，能实现对待测试电机100的超高速拖动，满足拖动稳定性和测试稳定性需求。

在一个具体实施例中，参照图3和图4所示，柔性传动套5包括配接法兰座51和柔性垫片组52，柔性垫片组52具备周向均匀分布的用于与配接法兰座相轴向锁固的轴向锁销位520。

该柔性传动套5可以采用配接法兰座设置在传动轴上、柔性垫片组设置在驱动电机的驱动轴上的配接结构，也可以采用配接法兰座设置在驱动电机的驱动轴上、柔性垫片组设置在传动轴上的配接结构。

当振动源在多向振动状态下，参照图3所示，通过该柔性垫片组52实现轴向柔性形变配合，参照图4所示，通过该柔性垫片组52实现轴偏向的柔性配合。当然，配接法兰座内设有朝向柔性垫片组的广口沉凹，如此满足一定偏移偏向的形变避让需求。

使得驱动电机的扭矩传递较为可靠稳定。

当然，为了柔性传递扭矩更稳定，驱动电机3的驱动端与其驱动轴之间亦可以增设该柔性垫片组52，满足轴向两端柔性配接配合需求。

在一个具体实施例中，变速箱40内设有第一传动轴421和第二传动轴422，第一传动轴与第二传动轴之间设有第一配速传动皮带组61，第二传动轴与待测试电机的电机轴之间设有第二配速传动皮带组62。

一般情况下，采用二级变速传动较为可靠稳定，扭矩传递较为可靠，不易出现传动配合打滑或者传动损伤的情况发生。

在一个具体实施例中，第一配速传动皮带组61包括设置在第一传动轴上的第一楔带轮、设置在第二传动轴上的第二楔带轮、设置在第一楔带轮与第二楔带轮上的第一传动皮带，第二配速传动皮带组包括设置在第二传动轴上的第三楔带轮、设置在待测试电机的电机轴上的第四楔带轮、设置在第三楔带轮与第四楔带轮上的第二传动皮带。

即通过楔带轮与传动皮带相结合的方式，实现稳定地扭矩传递，不易出现打滑，而该楔带轮即轮面存在多楔形结构的传动轮。

具体地说明，振动环境下存在一定地冲击与模态形变，而通过楔带轮与传动皮带相结合的方式，满足增大传动摩擦力，防止在严苛环境中打滑现象发生，其为振动领域首次应用，主要为了在加大冲击与模态形变状态下的稳定扭矩传递。

在一个具体实施例中，第一楔带轮的直径大于第二楔带轮，第三楔带轮的直径大于第四楔带轮。

在实际应用过程中，驱动电机的输入转速为5000r/min，而经过两级变速后，待测试电机的转速为20000r/min，当然可以根据实际需求进行速比调节，仅需要满足输入转速不超过5000r/min的转速输入即可，如此满足柔性传动套5的传动稳定性。

在一个具体实施例中，第一传动轴上设有两个相间隔设置的第一高速轴承座81，第一楔带轮设置在两个第一高速轴承座之间，并且第一楔带轮两侧分别设有锁固在第一传动轴上的第一锁紧环82，第二传动轴上设有两个相间隔设置的第二高速轴承座83，第二楔带轮设置在两个第二高速轴承座之间，并且第二楔带轮两侧分别设有锁固在第二传动轴上的第二锁紧环84。

具体地说明，在高速运行状态下，会产生模态形变，通过第一高速轴承座与第二高速轴承座的设计，满足对第一传动轴和第二传动轴的高速循环稳定性需求，确保其高速旋转可靠，同时，利用第一锁紧环82和第二锁紧环84能满足对第一、二楔带轮的轴向稳定性需求，该第一、二锁紧环可通过在传动轴上设计环凹进行卡固，满足对楔带轮的轴向稳定性需求，在模态形变状态下确保扭矩传递稳定性，不易产生轴向串动等现象。

另外，在振动模态中传动轴会产生一定地形变，因此第一传动轴和第二传动轴采用同侧锁固结构，即第一传动轴和第二传动轴的同侧端锁固，另一端放开，在振动模态中第一传动轴和第二传动轴产生形变状态下，具备一定地形变同步配合度，使得第一、二楔带轮不会出现较大偏差造成扭矩传递故障，维持较为可靠稳定地扭矩传递。

在一个具体实施例中，第二配速传动皮带组与电机装载位分别具备用于调节传动皮带张紧度的张紧度调节位移机构9。

具体地实现过程及原理说明：

在振动模态下，第一传动轴、第二传动轴及待测电机转轴均会存在一定地形变，因此对第一、二传动皮带的预张紧力存在较为严苛的需求。

因此采用了张紧度调节位移机构9设计，能实现第一配速传动皮带组与第二配速传动皮带组之间的间距、第二配速传动皮带组与电机装载位之间的间距进行灵活调节，从而满足对第一、二传动皮带的预张紧力精准调节需求。

更细化地，该张紧度调节位移机构9包括设置在第二高速轴承座83和电机装载位41上的锁固腰孔，通过锁固螺栓与锁固腰孔的配合实现相对位置度调节锁固。

对该实施例进行进一步优化，该张紧度调节位移机构9还具备调节顶紧部90，该调节顶紧部90具备线性调节伸缩端，通过线性调节伸缩端能对第二高速轴承座83和电机装载位41的腰孔锁固位置进行二次限位，满足模态形变中的相对位置度稳定性需求，使得高速振动测试更可靠稳定。

在一个具体实施例中，如图1和图5所示，振动台主体1上设有第一驱动电机31和第二驱动电机32，第一驱动电机与第二驱动电机的驱动轴方向互成直角，振动源2上设有用于变速箱换向搭载的变向搭载座20。

具体地说明，待测试电机需要多向测试，通过该变向搭载座20能实现变速箱4的换向搭载，满足其与第一驱动电机31和第二驱动电机32相切换位传动配接需求，实现两个水平方向振动测试的位置度切换。

在一个具体实施例中，如图1、图5和图6所示，振动源2具备用于搭载变向搭载座20的振动端，振动源具备振动端水平及振动端朝向顶部的切换工位，振动台主体1上设有用于与振动端朝向顶部的工位相配合的第三驱动电机33。

具体地说明，待测试电机需要进行X、Y、Z三向振动测试，即第一驱动电机31、第二驱动电机32用于水平向的X和Y的分别测试传动，而第三驱动电机33用于Z向的测试传动，如此实现三向振动测试。

在一个具体实施例中，振动源2枢轴配接在振动台主体1上，振动台主体1上设有用于搭载第三驱动电机的电机载架7。

具体地，为了方便振动源的振动端方向调节，采用振动源2在振动台主体1上的枢轴配接结构，通过振动源2的枢轴位移，从而实现振动端水平朝向和垂直朝向的位置度切换，从而满足三向调节的顺畅性，利用电机载架7满足对第三驱动电机33的搭载需求。

通过以上描述可以发现，本发明应用于电机振动测试的高速拖动装置，能满足待测试电机高速拖动需求，仅需要较小转速驱动电机即可实现高转速测试，通过柔性传动套进行柔性传动，满足振动测试过程中的传动偏向偏移适应性需求，同时利用楔带轮实现较稳定传动，不易出现打滑现象，使得测试较为可靠稳定。满足电机三向振动测试需求，换向测试作业方便高效流畅，缩短了电机测试周期，提高了电机测试效率。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.应用于电机振动测试的高速拖动装置，包括振动台主体和设置在所述振动台主体上的振动源，其特征在于：

所述振动台主体上设有驱动电机和与所述振动源相传动配接的变速传动机构，

所述变速传动机构包括变速箱，所述变速箱内设有用于搭载待测试电机的电机装载位、至少两个传动轴，

所述驱动电机的驱动轴通过柔性传动套与任一所述传动轴相传动连接，所述待测试电机的电机轴与所述传动轴之间及相邻所述传动轴之间设有配速传动皮带组；

所述柔性传动套包括配接法兰座和柔性垫片组，所述柔性垫片组具备周向均匀分布的用于与所述配接法兰座相轴向锁固的轴向锁销位，

所述配接法兰座设置在所述传动轴上、所述柔性垫片组设置在所述驱动电机的驱动轴上，或所述配接法兰座设置在所述驱动电机的驱动轴上、所述柔性垫片组设置在所述传动轴上；所述柔性垫片组实现轴向柔性形变配合及实现轴偏向的柔性配合。

2.根据权利要求1所述应用于电机振动测试的高速拖动装置，其特征在于：

所述配接法兰座内设有朝向所述柔性垫片组的广口沉凹。

3.根据权利要求1所述应用于电机振动测试的高速拖动装置，其特征在于：

所述变速箱内设有第一传动轴和第二传动轴，所述第一传动轴与所述第二传动轴之间设有第一配速传动皮带组，所述第二传动轴与所述待测试电机的电机轴之间设有第二配速传动皮带组。

4.根据权利要求3所述应用于电机振动测试的高速拖动装置，其特征在于：

所述第一配速传动皮带组包括设置在所述第一传动轴上的第一楔带轮、设置在所述第二传动轴上的第二楔带轮、设置在所述第一楔带轮与所述第二楔带轮上的第一传动皮带，

所述第二配速传动皮带组包括设置在所述第二传动轴上的第三楔带轮、设置在所述待测试电机的电机轴上的第四楔带轮、设置在所述第三楔带轮与所述第四楔带轮上的第二传动皮带。

5.根据权利要求4所述应用于电机振动测试的高速拖动装置，其特征在于：

所述第一传动轴上设有两个相间隔设置的第一高速轴承座，所述第一楔带轮设置在两个所述第一高速轴承座之间，并且所述第一楔带轮两侧分别设有锁固在所述第一传动轴上的第一锁紧环；

所述第二传动轴上设有两个相间隔设置的第二高速轴承座，所述第二楔带轮设置在两个所述第二高速轴承座之间，并且所述第二楔带轮两侧分别设有锁固在所述第二传动轴上的第二锁紧环。

6.根据权利要求5所述应用于电机振动测试的高速拖动装置，其特征在于：

所述第二配速传动皮带组与所述电机装载位分别具备用于调节传动皮带张紧度的张紧度调节位移机构。

7.根据权利要求1所述应用于电机振动测试的高速拖动装置，其特征在于：

所述振动台主体上设有第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机与所述第二驱动电机的驱动轴方向互成直角，所述振动源上设有用于变速箱换向搭载的变向搭载座。

8.根据权利要求7所述应用于电机振动测试的高速拖动装置，其特征在于：

所述振动源具备用于搭载所述变向搭载座的振动端，所述振动源具备振动端水平及振动端朝向顶部的切换工位，所述振动台主体上设有用于与所述振动端朝向顶部的工位相配合的第三驱动电机。

9.根据权利要求8所述应用于电机振动测试的高速拖动装置，其特征在于：

所述振动源枢轴配接在所述振动台主体上，所述振动台主体上设有用于搭载所述第三驱动电机的电机载架。