CN116317322B - 一种电机轴及其测试工装和测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机轴及其测试工装和测试方法，在轴体结构中，第三键槽的长度一端延长设置，能够适用不同转子叠高，增强了电机轴的通用性。在轴体的测试过程中，检测组件设置在轴体的第三键槽中，限位组件和传动组件分别套设在检测组件的两侧轴体上，并能够限制轴体转动；限位组件固定在第一支架上，对轴体一端起到支撑作用的同时限制其转动；传动组件置于第二支架上，对轴体另一端支撑，同时起到类似联轴器的作用，能够通过与电机直联，提供测试动力。在检测组件中，内凸部和外凸部分别与传感器和外压板相接触，内压板沿其长度方向呈波浪状设置，便于多传感器的安装，且能够充分传递对应轴段的形变压力，增强检测组件的测试精度。

Description

一种电机轴及其测试工装和测试方法

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机轴及其测试工装和测试方法。

背景技术

在永磁同步电机的生产过程中，传统的装配工艺是先将多个转子铁芯叠压在电机轴上，再压入轴承；电机轴通常采用整根棒料一体成型，加工完成后尺寸即定型，在同一规格机座设计中，针对不同转子铁芯叠高对应设计有多个规格的电机轴，导致电机轴的通用性差，不便于生产管理。

在电机的制造过程中，对电机轴的空载扭力检测是保障电机正常运行的重要检测项目；目前现有的扭力测试装置结构较为固定，不便于针对不同转子叠高装配情况下电机轴的灵活测试，且应对不同规格电机轴测试需要采用多套工装分别测试，使生产成本提高。

发明内容

本发明提供了一种电机轴及其测试工装和测试方法，可有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种电机轴，包括：轴体和沿其轴向开设的多个卡槽；

所述轴体包括位于其中段的第一安装部，及其两端的第一连接部和第二连接部；

所述卡槽包括分别设置在所述第一连接部和第二连接部上的第一键槽和第二键槽，以及设置在所述第一安装部上的第三键槽；

所述第一键槽和所述第二键槽分别延伸至所述轴体两端端面，所述第三键槽的一端延伸至所述第一安装部的一端环面。

进一步的，在所述第三键槽与所述第一安装部的环面连接处设置有导引部，所述导引部朝其开口方向逐渐张开设置。

进一步的，在所述轴体上还设置有第二安装部和第三安装部，所述第二安装部和所述第三安装部分别位于所述第一安装部与所述第一连接部和所述第二连接部之间。

一种电机轴的测试工装，应用于上述电机轴，包括限位组件、传动组件和检测组件，所述检测组件位于所述限位组件和所述传动组件之间；

所述限位组件包括固定座和设置其上的第一定位套，所述传动组件包括连接座和设置其上的第二定位套，所述固定座固定设置在第一支架上，所述连接座设置在第二支架上并与其转动连接；

所述检测组件包括弹性支架和设置其上的传感器，所述传感器沿所述弹性支架的长度方向均设有多个。

进一步的，所述第一定位套设置为六角螺母状结构，包括设置其上的限位块、安置槽和螺栓；

所述限位块和所述安置槽对应设置，且分别位于所述第一定位套内外两侧，所述螺栓埋设在所述限位块内，且其头部位于所述安置槽内；

所述第二定位套与所述第一定位套结构相同。

进一步的，所述弹性支架包括内压板、外压板和连接件，所述内压板和所述外压板均采用弹性板材；

所述内压板对称设置在所述传感器两侧并将其压紧固定，所述外压板在两所述内压板外侧对称设置，并将两所述连接件分别压固在其长度两端，所述连接件与所述内压板端部滑动连接。

进一步的，所述内压板沿其长度方向呈波浪状设置，包括沿其长度方向交替设置的内凸部和外凸部，所述内凸部和所述外凸部分别与所述传感器和所述外压板相接触；

在所述内压板的两端设置有滑槽，所述外压板包括板体和设置在其两端的弯折部，所述连接件包括连接板和套环；

所述外凸部与所述板体相抵接，两所述弯折部从所述连接板两侧将其压紧固定，所述套环与两所述内压板同端开设的两所述滑槽滑动连接。

进一步的，在所述第一支架上对应所述固定座设置有安装槽，在所述固定座上对应所述第一定位套开设有第一限位孔；

在所述连接座的两端分别开设有第二限位孔和第三限位孔，所述第二限位孔与所述第二定位套对应设置。

一种测试方法，采用上述测试工装工，检测上述电机轴，包括以下步骤：

根据待测轴体尺寸选择第一定位套和第二定位套的规格，并组装限位组件和传动组件；

根据转子铁芯叠高及其叠压位置设定检测组件的长度以及在第三键槽中的安装位置；

在第三键槽内安装检测组件，并在其两侧轴体上套设限位组件和传动组件；

将限位组件和传动组件分别安装在第一支架和第二支架上，再将动力装置与传动组件连接；

开启动力装置并通过检测组件采集实时数据。

进一步的，当对第一安装部进行优化测试时，将限位组件和传动组件对应第三键槽套设在第一安装部上；

对应传动组件在第二定位套的外圈套设有从动齿轮，动力装置设置为与从动齿轮相啮合的主动齿轮，通过电机驱动主动齿轮转动。

本发明的有益效果为：

在本发明公开的电机轴结构中，多个转子铁芯叠压在第一安装部上，通过开设在第一安装部上的第三键槽实现转子铁芯与轴体的同轴转动，轴体上第三键槽的长度一端延长设置，能够适用不同转子叠高，增强了电机轴的通用性；

在轴体的测试过程中，检测组件设置在轴体的第三键槽中，限位组件和传动组件分别套设在检测组件的两侧轴体上，并能够限制轴体转动；限位组件固定在第一支架上，对轴体一端起到支撑作用的同时，限制其转动；传动组件置于第二支架上，对轴体另一端支撑，同时起到类似联轴器的作用，能够通过与电机直联，提供测试动力；

在检测组件中，内压板沿其长度方向呈波浪状设置，内凸部和外凸部分别与传感器和外压板相接触，外压板在第三键槽形变后受力形变，再通过内压板传递至传感器，沿轴体轴向间隔设置的内凸部以及外凸部，能够充分传递对应轴段的形变压力，增强检测组件的测试精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中轴体的结构示意图；

图2为本发明实施例中测试工装的结构示意图；

图3为本发明实施例中限位组件的结构示意图；

图4为本发明实施例中传动组件的结构示意图；

图5为本发明实施例中第一定位套的结构示意图；

图6为本发明实施例中检测组件的结构示意图；

图7为本发明实施例中检测组件的爆炸结构示意图；

图8为图6中A处的局部结构示意图；

图9为本发明实施例中轴体的测试过程示意图；

图10为本发明实施例中限位组件与轴体另一配合示意图；

图11为本发明实施例中轴体优化测试示意图。

附图标记：1、轴体；11、第一安装部；12、第一连接部；13、第二连接部；14、第二安装部；15、第三安装部；2、卡槽；21、第一键槽；22、第二键槽；23、第三键槽；231、导引部；3、限位组件；31、固定座；311、第一限位孔；32、第一定位套；321、限位块；322、安置槽；323、螺栓；4、传动组件；41、连接座；411、第二限位孔；412、第三限位孔；42、第二定位套；5、检测组件；51、弹性支架；511、内压板；511a、滑槽；511b、内凸部；511c、外凸部；512、外压板；512a、板体；512b、弯折部；52、连接件；521、连接板；522、套环；53、传感器；6、第一支架；61、安装槽；7、第二支架。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示的一种电机轴，包括轴体1和沿其轴向开设的多个卡槽2；轴体1包括位于其中段的第一安装部11，及其两端的第一连接部12和第二连接部13；卡槽2包括分别设置在第一连接部12和第二连接部13上的第一键槽21和第二键槽22，以及设置在第一安装部11上的第三键槽23；第一键槽21和第二键槽22分别延伸至轴体1两端端面，第三键槽23的一端延伸至第一安装部11的一端环面。

在本申请中，公开了一种电机轴结构，在同一电机机座中适用于不同转子叠高设计，增强了电机轴的通用性；具体的，多个转子铁芯叠压在第一安装部11上，通过开设在第一安装部11上的第三键槽23实现转子铁芯与轴体1的同轴转动，作为本实施例的优选，轴体1上第三键槽23的长度一端延长设置，能够适用不同转子叠高。

进一步的，第三键槽23延长的一端延伸至第一安装部11所在轴体1轴段的端部，使第三键槽23的一端呈开口状；具体的，在第三键槽23与第一安装部11的环面连接处设置有导引部231，导引部231朝其开口方向逐渐张开设置。

在实施过程中，转子铁芯从第三键槽23开口朝向侧的轴体1一端压入，在第三键槽23开口侧设置的导引部231便于测试工装的安装。

在轴体1上还设置有第二安装部14和第三安装部15，第二安装部14和第三安装部15分别位于第一安装部11与第一连接部12和第二连接部13之间。在装配过程中，轴承套设在第二安装部14和第三安装部15上。

如图2至图11所示，本发明公开的一种测试工装，应用于上述电机轴，包括限位组件3、传动组件4和检测组件5，检测组件5位于限位组件3和传动组件4之间；限位组件3包括固定座31和设置其上的第一定位套32，传动组件4包括连接座41和设置其上的第二定位套42，固定座31固定设置在第一支架6上，连接座41设置在第二支架7上并与其转动连接；检测组件5包括弹性支架51和设置其上的传感器53，传感器53沿弹性支架51的长度方向均设有多个。

在轴体1的测试过程中，检测组件5设置在轴体1的第三键槽23中，限位组件3和传动组件4分别套设在检测组件5的两侧轴体1上，并能够限制轴体1转动；其中，限位组件3固定在第一支架6上，对轴体1一端起到支撑作用的同时，限制其转动；传动组件4置于第二支架7上，对轴体1另一端支撑，同时起到类似联轴器的作用，能够通过与电机直联，提供测试动力。

作为上述实施例的优选，具体参见图1所示，第一连接部12作为电机轴的输出端，并与限位组件3连接，通过对轴体1另一端提供旋转动力，模拟轴体1在电机实际运转过程中的扭转状态。

进一步的，限位组件3和传动组件4均通过设置其上的定位套实现与轴体1间的同轴转动；在本申请中，第一定位套32设置为六角螺母状结构，包括设置其上的限位块321、安置槽322和螺栓323；限位块321和安置槽322对应设置，且分别位于第一定位套32内外两侧，螺栓323埋设在限位块321内，且其头部位于安置槽322内；第二定位套42与第一定位套32结构相同。

具体参见图5所示，定位套通过其多边形外廓嵌设在固定座31和连接座41上，定位套的内圈与轴体1外圈相适应，且设置在定位套内圈的限位块321与轴体1上的卡槽2相卡合，通过设置在安置槽322内的螺栓323加强限位块321的结构强度。

在测试过程中，动力装置通过传动组件4驱动轴体1转动，但在限位组件3的固定作用下，使轴体1两端产生相对扭转；其中，第一定位套32和第二定位套42内圈的限位块321承受轴体1转动过程中卡槽2施加其上的剪切力，螺栓323不仅仅用于增强限位块321强度，同时能够在限位块321被剪切损耗，导致限位失效的情况下，对卡槽2继续施加限位作用。

进一步的，检测组件5沿轴体1的轴向设置，包括沿其长度方向设置的多个传感器53，传感器53采用压力感应片，当轴体1产生扭转时，第三键槽23产生形变并通过弹性支架51将压力传递至其上的传感器53处，采集压力数据结合输入动力，得到轴体1在不同扭力下的形变量，进而判定轴体1质量是否合格。

如图6至图8所示的检测组件5，能够根据轴体1检测区间或者转子铁心的叠装位置，设置检测组件5在第三键槽23中的安装位置以及检测组件5的设置长度。

弹性支架51包括内压板511、外压板512和连接件52，内压板511和外压板512均采用弹性板材；内压板511对称设置在传感器53两侧并将其压紧固定，外压板512在两内压板511外侧对称设置，并将两连接件52分别压固在其长度两端，连接件52与内压板511端部滑动连接。

内压板511沿其长度方向呈波浪状设置，包括沿其长度方向交替设置的内凸部511b和外凸部511c，内凸部511b和外凸部511c分别与传感器53和外压板512相接触；在内压板511的两端设置有滑槽511a，外压板512包括板体512a和设置在其两端的弯折部512b，连接件52包括连接板521和套环522；外凸部511c与板体512a相抵接，两弯折部512b从连接板521两侧将其压紧固定，套环522与两内压板511同端开设的两滑槽511a滑动连接。

外压板512在第三键槽23形变后受力形变，再通过内压板511传递至传感器53，当弹性支架51受到宽度方向的挤压后，会朝其长度方向伸展，内压板511两端的滑槽511a为其预留了伸缩量。

在内压板511结构中，分别通过内凸板和外凸板接触传感器53和外压板512，沿轴体1轴向间隔设置的内凸部511b以及外凸部511c，能够充分传递对应轴段的形变压力，增强检测组件5的测试精度。

内压板511的波浪形状，配合对称结构设计，不仅便于多传感器53的安装，还能够适应轴体1上数据采集处的第三键槽23结构；外压板512和内压板511均采用板材，其自身具备一定弹性，便于压力传递的同时，还能够使检测组件5稳定置于第三键槽23内。

在测试工装中，第一支架6和第二支架7对轴体1起到支撑作用，进一步通过设置其上的限位组件3和传动组件4与轴体1连接。具体的，在第一支架6上对应固定座31设置有安装槽61，在固定座31上对应第一定位套32开设有第一限位孔311；在连接座41的两端分别开设有第二限位孔411和第三限位孔412，第二限位孔411与第二定位套42对应设置。

其中，第一支架6配合其上的限位组件3需要限制轴体1的转动，在将限位组件3套设在轴体1上后，将限位组件3卡固在第一支架6上的安装槽61内，对轴体1实现固定。第一定位套32和第二定位套42对应不同轴体1尺寸设置有多种规格，固定座31对应不同规格的定位套开设有不同大小的第一限位孔311，避免设置多种规格的第一支架6，降低了第一支架6的成本。

本发明还要求保护一种测试方法，采用上述测试工装工，检测上述电机轴，包括以下步骤：根据待测轴体1尺寸选择第一定位套32和第二定位套42的规格，并组装限位组件3和传动组件4；根据转子铁芯叠高及其叠压位置设定检测组件5的长度以及在第三键槽23中的安装位置；在第三键槽23内安装检测组件5，并在其两侧轴体1上套设限位组件3和传动组件4；将限位组件3和传动组件4分别安装在第一支架6和第二支架7上，再将动力装置与传动组件4连接；开启动力装置并通过检测组件5采集实时数据。

如图9所示为本申请公开测试方法的一种实施方式，其中限位组件3和传动组件4分别与轴体1的第一连接部12和第二连接部13相连，在测试准备过程中，第一定位套32和第二定位套42分别于第一键槽21和第二键槽22卡接。

如图10所示为本申请公开测试方法的一种实施方式，轴体1中第三键槽23一端开口设置，便于第一定位套32或者第二定位套42套设在第一安装部11上；具体的，定位套结构中的限位块321能够从第三键槽23的开口侧卡入。

如图11所示，当对轴体1第一安装部11进行单独测试时，将第二定位套42和第一定位套32依次从第三键槽23的开口侧套入至第一安装部11上，再将检测组件5置于第三键槽23内。

即当对第一安装部11进行优化测试时，将限位组件3和传动组件4对应第三键槽23套设在第一安装部11上；对应传动组件4在第二定位套42的外圈套设有从动齿轮，动力装置设置为与从动齿轮相啮合的主动齿轮，通过电机驱动主动齿轮转动。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种电机轴的测试工装，其特征在于，应用于一种电机轴，所述电机轴包括：轴体和沿其轴向开设的多个卡槽；

所述轴体包括位于其中段的第一安装部，及其两端的第一连接部和第二连接部；

所述卡槽包括分别设置在所述第一连接部和第二连接部上的第一键槽和第二键槽，以及设置在所述第一安装部上的第三键槽；

所述第一键槽和所述第二键槽分别延伸至所述轴体两端端面，所述第三键槽的一端延伸至所述第一安装部的一端环面；

所述电机轴的测试工装包括限位组件、传动组件和检测组件，所述检测组件位于所述限位组件和所述传动组件之间；

所述限位组件包括固定座和设置其上的第一定位套，所述传动组件包括连接座和设置其上的第二定位套，所述固定座固定设置在第一支架上，所述连接座设置在第二支架上并与其转动连接；

所述检测组件设置在所述第三键槽中，所述限位组件和所述传动组件分别套设在所述第一连接部和所述第二连接部上；

所述检测组件包括弹性支架和设置其上的传感器，所述传感器沿所述弹性支架的长度方向均设有多个；

所述弹性支架包括内压板、外压板和连接件，所述内压板和所述外压板均采用弹性板材；

所述内压板对称设置在所述传感器两侧并将其压紧固定，所述外压板在两所述内压板外侧对称设置，并将两所述连接件分别压固在其长度两端，所述连接件与所述内压板端部滑动连接；

在所述轴体的测试过程中，所述检测组件设置在所述轴体的第三键槽中，所述限位组件和所述传动组件分别套设在所述检测组件的两侧轴体上，并能够限制所述轴体转动。

2.根据权利要求1所述的电机轴的测试工装，其特征在于，在所述第三键槽与所述第一安装部的环面连接处设置有导引部，所述导引部朝其开口方向逐渐张开设置。

3.根据权利要求1所述的电机轴的测试工装，其特征在于，在所述轴体上还设置有第二安装部和第三安装部，所述第二安装部和所述第三安装部分别位于所述第一安装部与所述第一连接部和所述第二连接部之间。

4.根据权利要求1所述的电机轴的测试工装，其特征在于，所述第一定位套设置为六角螺母状结构，包括设置其上的限位块、安置槽和螺栓；

所述限位块和所述安置槽对应设置，且分别位于所述第一定位套内外两侧，所述螺栓埋设在所述限位块内，且其头部位于所述安置槽内；

所述第二定位套与所述第一定位套结构相同。

5.根据权利要求1所述的电机轴的测试工装，其特征在于，所述内压板沿其长度方向呈波浪状设置，包括沿其长度方向交替设置的内凸部和外凸部，所述内凸部和所述外凸部分别与所述传感器和所述外压板相接触；

在所述内压板的两端设置有滑槽，所述外压板包括板体和设置在其两端的弯折部，所述连接件包括连接板和套环；

所述外凸部与所述板体相抵接，两所述弯折部从所述连接板两侧将其压紧固定，所述套环与两所述内压板同端开设的两所述滑槽滑动连接。

6.根据权利要求1所述的电机轴的测试工装，其特征在于，在所述第一支架上对应所述固定座设置有安装槽，在所述固定座上对应所述第一定位套开设有第一限位孔；

在所述连接座的两端分别开设有第二限位孔和第三限位孔，所述第二限位孔与所述第二定位套对应设置。

7.一种测试方法，采用上述权利要求1~6任一项所述的测试工装，其特征在于，包括以下步骤：

根据待测轴体尺寸选择第一定位套和第二定位套的规格，并组装限位组件和传动组件；

根据转子铁芯叠高及其叠压位置设定检测组件的长度以及在第三键槽中的安装位置；

在第三键槽内安装检测组件，并在其两侧轴体上套设限位组件和传动组件；

将限位组件和传动组件分别安装在第一支架和第二支架上，再将动力装置与传动组件连接；

开启动力装置并通过检测组件采集实时数据。

8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，当对第一安装部进行优化测试时，将限位组件和传动组件对应第三键槽套设在第一安装部上；

对应传动组件在第二定位套的外圈套设有从动齿轮，动力装置设置为与从动齿轮相啮合的主动齿轮，通过电机驱动主动齿轮转动。