CN115284135A - 一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，其包括底座，设置在碳刷打磨装置的底部，用于安装和固定碳刷打磨装置，自动打磨机构，设置在底座上，用于打磨碳刷，转动平移机构，设置在自动打磨机构的一侧，用于带动碳刷做平移和转动运动，顶压机构，设置在转动平移机构的一侧，用于顶压转动平移机构，使转动平移机构按一定方向移动，控制单元，设置在底座上，用于控制自动打磨机构、转动平移机构和顶压机构，本发明通过控制单元对打磨装置进行自动控制，实现了全自动打磨，无需人工参与，可以打磨出能够对比原发电机励磁碳刷接触面的弧度，使其与集电环接触位置吻合度高，避免了新碳刷更换后由于打磨不精确而导致接触不良的情况。

Description

一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置
技术领域
本发明涉及发电机电动机集电环碳刷技术领域，特别是涉及一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置。
背景技术
碳刷作为发电机最大滑动接触导电体，数量从几块到几十块不等，其作用是导通发电机转子励磁电流，励磁电流可高达几千安，是一个较大的电流系统。
碳刷的日常维护非常重要，直接关系到发电机的运行安全，其中最重要的工作就是碳刷更换。由于碳刷在刷架上的位置不同，而集电环是圆形且高速旋转的，所以碳刷在运行一段时间后，与集电环的接触面形成一个固有的弧度，当碳刷磨损到一定长度时，为保证压力需更换碳刷，更换时必须按照原接触面弧度对新碳刷进行打磨，否则导致接触面积不足。
目前采用人员手工打磨接触面的方法，存在工作量大、接触面弧度与需更换碳刷接触面不一致的弊端，碳刷与集电环导面积不够、电流不足，增加了其他碳刷的运行电流，对碳刷系统安全运行造成影响，给机组运行带来安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有技术中的人员使用砂纸手工打磨费时费力，接触面弧度与需更换碳刷接触面不一致的弊端，碳刷与集电环导面积不够、电流不足的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，包括：底座，设置在碳刷打磨装置的底部，用于安装和固定碳刷打磨装置；
自动打磨机构，设置在所述底座上，用于打磨碳刷；
转动平移机构，设置在所述自动打磨机构的一侧，用于带动碳刷做平移和转动运动；
顶压机构，设置在所述转动平移机构的一侧，用于顶压所述转动平移机构，使所述转动平移机构按一定方向移动；
控制单元，用于控制所述自动打磨机构、转动平移机构和顶压机构。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述转动平移机构包括：
滑动支架，用于带动碳刷横向移动；
转动横轴，设置在所述滑动支架上，用于带动碳刷转动；
夹具，设置在所述转动横轴上，用于夹持碳刷；
硬度检测仪，设置在所述夹具处，用于检测碳刷的硬度信息；
所述自动打磨机构包括：
磨头，设置在所述夹具处，用于打磨碳刷；
所述顶压机构包括：
压力施加器，设置在所述夹具一侧，用于对所述夹具固定后的碳刷施加压力；
所述控制单元包括采集模块、处理模块和控制模块。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述采集模块用于采集碳刷硬度信息△G；所述控制模块用于控制所述滑动支架、所述磨头和所述压力施加器；
所述处理模块用于设定标准碳刷硬度预设值G0，所述处理模块还用于设定第一预设碳刷硬度差值g1、第二预设碳刷硬度差值g2、第三预设碳刷硬度差值g3和第四预设碳刷硬度差值g4，且g1＜g2＜g3＜g4；所述处理模块还用于设定有第一预设工作条件矩阵A1(a1，b1， c1)、第二预设工作条件矩阵A2(a2，b2，c2)、第三预设工作条件矩阵A3(a3，b3，c3)和第四预设工作条件矩阵A4(a4，b4，c4)，其中，a1～a4依次为第一至第四预设滑动支架位移量，且a1＜a2＜a3＜ a4，b1～b4依次第一至第四预设压力施加器的压力，b1＜b2＜b3＜b4， c1～c4依次为第一至第四预设磨头转速，c1＜c2＜c3＜c4；
根据碳刷硬度信息△G与设定标准碳刷硬度预设值G0的差值，来选定预设工作条件矩阵A作为打磨装置的工作条件；
当△G－G0≤g1时，选定所述第一预设工作条件矩阵A1作为所述打磨装置的工作条件；
当g1＜△G－G0≤g2时，选定所述第二预设工作条件矩阵A2作为打磨装置的工作条件；
当g2＜△G－G0≤g3时，选定所述第三预设工作条件矩阵A3作为打磨装置的工作条件；
当g3＜△G－G0≤g4时，选定所述第四预设工作条件矩阵A4作为打磨装置的工作条件；
其中，当选定所述第i预设工作条件矩阵Ai作为所述打磨装置的工作条件时，所述控制模块控制所述滑动支架以所述第i预设位移量 ai进行工作，并将所述压力施加器以所述第i预设压力bi进行工作，同时，所述控制模块还控制所述磨头以第i预设转速ci进行工作，i＝1， 2，3，4。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述夹具设置有两个，主夹具用于夹持待加工的碳刷，副夹具用于夹持已使用过的碳刷。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述自动打磨机构还包括：
对比触头，与所述磨头平行设置，用于使所述转动平移机构沿着已使用过碳刷上的弧线进行运动。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述对比触头与所述磨头均为圆柱体结构，其直径小于5mm。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述夹具开口可调节的范围为20－40mm。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述磨头选用粗砂、细砂两种，根据碳刷硬度更换。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，在所述磨头下方设置有碎屑收集盒，所述碎屑收集盒用于收集打磨后的碳刷的碎屑。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述磨头与旋转电机连接设置，所述滑动支架与步进电机连接设置。
本发明实施例一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置与现有技术相比，其有益效果在于：
本申请通过控制单元对打磨装置进行自动控制，实现了全自动打磨，无需人工参与，可以打磨出能够对比原发电机励磁碳刷接触面的弧度，使其与集电环接触位置吻合度高，避免了新碳刷更换后由于人员手工打磨不精确而导致的接触不良的情况。
附图说明
图1是本发明实施例中准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置的外观结构示意图；
图2是本发明实施例中准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置的外观结构示意图；
图3是本发明实施例中准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置的控制示意图；
图中，1、底座；2、转动横轴；3、步进电机；4、压力施加器；5、主夹具；6、副夹具；7、对比触头；8、磨头；9、硬度传感器；10、旋转电机；11、碎屑收集盒；12、滑动支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，包括：底座1，设置在碳刷打磨装置的底部，用于安装和固定碳刷打磨装置；
自动打磨机构，设置在所述底座1上，用于打磨碳刷；
转动平移机构，设置在所述自动打磨机构的一侧，用于带动碳刷做平移和转动运动；
顶压机构，设置在所述转动平移机构的一侧，用于顶压所述转动平移机构，使所述转动平移机构按一定方向移动；
控制单元，用于控制所述自动打磨机构、转动平移机构和顶压机构。
进一步的，本发明通过所述控制单元对所述自动打磨机构、转动平移机构和顶压机构进行自动控制，实现了全自动打磨，无需人工参与，可以打磨出能够对比原发电机励磁碳刷接触面的弧度，使其与集电环接触位置吻合度高，避免了新碳刷更换后由于人员手工打磨不精确而导致的接触不良的情况。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述转动平移机构包括：
滑动支架12，用于带动碳刷横向移动；
转动横轴2，设置在所述滑动支架12上，用于带动碳刷转动；
夹具，设置在所述转动横轴2上，用于夹持碳刷；
硬度检测仪，设置在所述夹具处，用于检测碳刷的硬度信息；
所述自动打磨机构包括：
磨头8，设置在所述夹具处，用于打磨碳刷；
所述顶压机构包括：
压力施加器4，设置在所述夹具一侧，用于对所述夹具固定后的碳刷施加压力；
所述控制单元包括采集模块、处理模块和控制模块。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述采集模块用于采集碳刷硬度信息△G；所述控制模块用于控制所述滑动支架12、所述磨头8和所述压力施加器4；
所述处理模块用于设定标准碳刷硬度预设值G0，所述处理模块还用于设定第一预设碳刷硬度差值g1、第二预设碳刷硬度差值g2、第三预设碳刷硬度差值g3和第四预设碳刷硬度差值g4，且g1＜g2＜g3＜ g4；所述处理模块还用于设定有第一预设工作条件矩阵A1(a1，b1， c1)、第二预设工作条件矩阵A2(a2，b2，c2)、第三预设工作条件矩阵A3(a3，b3，c3)和第四预设工作条件矩阵A4(a4，b4，c4)，其中，a1～a4依次为第一至第四预设滑动支架12位移量，且a1＜a2＜a3 ＜a4，b1～b4依次第一至第四预设压力施加器4的压力，b1＜b2＜b3＜b4，c1～c4依次为第一至第四预设磨头8转速，c1＜c2＜c3＜c4；
根据碳刷硬度信息△G与设定标准碳刷硬度预设值G0的差值，来选定预设工作条件矩阵A作为打磨装置的工作条件；
当△G－G0≤g1时，选定所述第一预设工作条件矩阵A1作为所述打磨装置的工作条件；
当g1＜△G－G0≤g2时，选定所述第二预设工作条件矩阵A2作为打磨装置的工作条件；
当g2＜△G－G0≤g3时，选定所述第三预设工作条件矩阵A3作为打磨装置的工作条件；
当g3＜△G－G0≤g4时，选定所述第四预设工作条件矩阵A4作为打磨装置的工作条件；
其中，当选定所述第i预设工作条件矩阵Ai作为打磨装置的工作条件时，所述控制模块控制所述滑动支架12以所述第i预设位移量ai 进行工作，并将所述压力施加器4以所述第i预设压力bi进行工作，同时，所述控制模块还控制所述磨头8以第i预设转速ci进行工作， i＝1，2，3，4。
进一步的，根据碳刷的硬度来选择合适的加工条件，通过所述控制单元控制打磨装置，具体调节所述滑动支架12的位移量、压力施加器4的压力和磨头8的转速，以保证生产加工出来的碳刷能够有契合集电环表面的弧度，使其与集电环接触位置吻合度高，满足需求。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述夹具设置有两个，主夹具5用于夹持待加工的碳刷，副夹具6用于夹持已使用过的碳刷。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述自动打磨机构还包括：
对比触头7，与所述磨头8平行设置，用于使所述转动平移机构沿着已使用过碳刷上的弧线进行运动。
进一步的，对比触头7用以对本装置的已使用过碳刷进行支撑，使加工出来的碳刷的弧度与转子集电环的弧度相同。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述对比触头7与所述磨头8均为圆柱体结构，其直径小于5mm。
进一步的，选用的所述比对触头7和磨头8为圆柱形，直径小于 5mm，是为了便于提高打磨的精度。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述夹具开口可调节的范围为20－40mm。
进一步的，根据碳刷的体积大小确定夹具的开口可调节范围为 20－40mm，以保证夹具可以稳固低对碳刷进行固定，防止其在加工过程中发生偏移。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述磨头8选用粗砂、细砂两种，根据碳刷硬度更换。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，在所述磨头8下方设置有碎屑收集盒11，所述碎屑收集盒11用于收集打磨后的碳刷的碎屑。
进一步的，通过加入所述碎屑收集盒11，使打磨产生的碳粉由所述碎屑收集盒11回收，避免了粉尘飞扬。
在本申请的实施例中，提供了一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，所述磨头8与旋转电机10连接设置，所述滑动支架12 与步进电机3连接设置。
综上，本发明实施例提供一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，其包括底座，设置在碳刷打磨装置的底部，用于安装和固定碳刷打磨装置，自动打磨机构，设置在底座上，用于打磨碳刷，转动平移机构，设置在自动打磨机构的一侧，用于带动碳刷做平移和转动运动，顶压机构，设置在转动平移机构的一侧，用于顶压转动平移机构，使转动平移机构按一定方向移动，控制单元，设置在底座上，用于控制自动打磨机构、转动平移机构和顶压机构，本发明通过控制单元对打磨装置进行自动控制，实现了全自动打磨，无需人工参与，可以打磨出能够对比原发电机励磁碳刷接触面的弧度，使其与集电环接触位置吻合度高，避免了新碳刷更换后由于打磨不精确而导致接触不良的情况。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，其特征在于，包括：
底座，设置在碳刷打磨装置的底部，用于安装和固定碳刷打磨装置；
自动打磨机构，设置在所述底座上，用于打磨碳刷；
转动平移机构，设置在所述自动打磨机构的一侧，用于带动碳刷做平移和转动运动；
顶压机构，设置在所述转动平移机构的一侧，用于顶压所述转动平移机构，使所述转动平移机构按一定方向移动；
控制单元，用于控制所述自动打磨机构、转动平移机构和顶压机构。
2.根据权利要求1所述的一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，其特征在于，所述转动平移机构包括：
滑动支架，用于带动碳刷横向移动；
转动横轴，设置在所述滑动支架上，用于带动碳刷转动；
夹具，设置在所述转动横轴上，用于夹持碳刷；
硬度检测仪，设置在所述夹具处，用于检测碳刷的硬度信息；
所述自动打磨机构包括：
磨头，设置在所述夹具处，用于打磨碳刷；
所述顶压机构包括：
压力施加器，设置在所述夹具一侧，用于对所述夹具固定后的碳刷施加压力；
所述控制单元包括采集模块、处理模块和控制模块。
3.根据权利要求2所述的一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，其特征在于，
所述采集模块用于采集碳刷硬度信息△G；所述控制模块用于控制所述滑动支架、所述磨头和所述压力施加器；
所述处理模块用于设定标准碳刷硬度预设值G0，所述处理模块还用于设定第一预设碳刷硬度差值g1、第二预设碳刷硬度差值g2、第三预设碳刷硬度差值g3和第四预设碳刷硬度差值g4，且g1＜g2＜g3＜g4；所述处理模块还用于设定有第一预设工作条件矩阵A1(a1，b1，c1)、第二预设工作条件矩阵A2(a2，b2，c2)、第三预设工作条件矩阵A3(a3，b3，c3)和第四预设工作条件矩阵A4(a4，b4，c4)，其中，a1～a4依次为第一至第四预设滑动支架位移量，且a1＜a2＜a3＜a4，b1～b4依次第一至第四预设压力施加器的压力，b1＜b2＜b3＜b4，c1～c4依次为第一至第四预设磨头转速，c1＜c2＜c3＜c4；
根据碳刷硬度信息△G与设定标准碳刷硬度预设值G0的差值，来选定预设工作条件矩阵A作为打磨装置的工作条件；
当△G－G0≤g1时，选定所述第一预设工作条件矩阵A1作为所述打磨装置的工作条件；
当g1＜△G－G0≤g2时，选定所述第二预设工作条件矩阵A2作为打磨装置的工作条件；
当g2＜△G－G0≤g3时，选定所述第三预设工作条件矩阵A3作为打磨装置的工作条件；
当g3＜△G－G0≤g4时，选定所述第四预设工作条件矩阵A4作为打磨装置的工作条件；
其中，当选定所述第i预设工作条件矩阵Ai作为打磨装置的工作条件时，所述控制模块控制所述滑动支架以所述第i预设位移量ai进行工作，并将所述压力施加器以所述第i预设压力bi进行工作，同时，所述控制模块还控制所述磨头以第i预设转速ci进行工作，i＝1，2，3，4。
4.根据权利要求2所述的一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，其特征在于，所述夹具设置有两个，主夹具用于夹持待加工的碳刷，副夹具用于夹持已使用过的碳刷。
5.根据权利要求2所述的一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，其特征在于，所述自动打磨机构还包括：
对比触头，与所述磨头平行设置，用于使所述转动平移机构沿着已使用过碳刷上的弧线进行运动。
6.根据权利要求5所述的一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，其特征在于，所述对比触头与所述磨头均为圆柱体结构，其直径小于5mm。
7.根据权利要求2所述的一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，其特征在于，所述夹具开口可调节的范围为20－40mm。
8.根据权利要求2所述的一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，其特征在于，所述磨头选用粗砂、细砂两种，根据碳刷硬度更换。
9.根据权利要求2所述的一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，其特征在于，在所述磨头下方设置有碎屑收集盒，所述碎屑收集盒用于收集打磨后的碳刷的碎屑。
10.根据权利要求1所述的一种准确打磨发电机碳刷与集电环接触面的装置，其特征在于，所述磨头与旋转电机连接设置，所述滑动支架与步进电机连接设置。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Yu Haipeng

Inventor after: Wang Wenfeng

Inventor after: Xu Jun

Inventor after: Leng Shuwen

Inventor after: Zheng Likun

Inventor after: Ma Lianmin

Inventor after: Ren Bin

Inventor after: Yu Xiaodong

Inventor before: Yu Haipeng

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