CN2045109U - 高精度电机测功机夹装设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种电机测功机用夹装设备。它利用一个夹头夹住被测电机轴伸，借助于弹簧指示器和千分表找准吊装轴线，然后用特殊的锁紧定位机构把被测电机转轴的轴线定死在准确的位置上。利用这种夹装设备能使被测电机机壳上测取输出(输出)转矩。这样就可以避免多项误差，提高转矩测量精度，扩大可测功率范围。

Description

本实用新型涉及电机测功机辅助装置。

电机，包括电动机和发电机的测功机归结为转轴的转速和转矩的测量。现代测功机的转速多采用电磁或光电脉冲测周期或频率的方法测量，其精度已足以达到工程技术要求。高精度测量转矩相对要困难得多。现有测量转矩的方法很多，其原理与所采用的转矩吸收方式及被测电机的夹装方法相关。对绝大多数测功机，被测电机安装在静止底板上，通过联轴器与测功机本体（转矩吸收装置）的主轴连接起来。转矩的测量分直接式和间接式两类。直接式是在被测电机输出（输入）轴外接一根中间轴，其上装有应力应变传感器或用特殊材料作成的转矩传感器直接测取输出（输入）转矩。间接式是把转矩输进一台电磁的、涡流的、磁滞的、摆锤的或流体摩擦的转矩吸收装置上，再由该装置的外壳反转矩间接测取被测电机的输出（输入）转矩。这些测功机都或多或少地存在下列问题：

1.测量精度低，可测转矩范围小。间接法测量转矩时，测功机本体的轴承摩损、风摩损、联轴器损耗以及冷却介质的冲击损耗等都直接构成转矩测量误差。这些误差的绝对值主要取决于电机转速，而与被测电机的容量关系不大。因此，在低量程时相对误差增大，精度等级降低，甚至无法起转。当一个厂的产品规格很多时，为保证测量精度，常常要购置不同转速、不同容量的多台测功机，在经济上花费代价很高。

2.被测电机夹装困难。如果被测电机与测功机本体安装不同轴，测量精度将会明显下降。为保证一定的安装同轴度，不得不凭经验敲打机身並增减垫片，不仅费时，而且最后是否同轴，也没有准确的标志。

3.测量最大转矩和堵转转矩时，量值2～3倍于额定转矩，一定容量的测功机可测范围减小，测量精度降低。

4.由于某些测功机的转矩吸收装置是不可逆的，不能既提供阻力矩又提供动力矩，因此测量电动机和发电机不能通用。

5.测量特高转速（＞10000rpm）和特低转速        （＜500rpm）电机比较困难。因为特高转速时，误差转矩占比例很大，测量精度更低；转速特低时，测功机本体过于庞大，而经过减速器则误差会大到不允许的程度。

6.难于测量动态转矩－－转速曲线，因为整个旋转系统的惯性力矩都构成误差转矩。

另有一种测功机是将被测电机机座经过压力传感器安装在底板上。电机输出（输入）转矩时，机壳反力矩使压力传感器受力分配变化，从压力变化测出转矩。这样可以避免多项误差，但压力传感器要同时承受机重与转矩，为保证转矩测量精度，对传感器精度要求更高。目前还难于保证供应那样高精度的压力传感器。

众所周知，直接从被测电机机壳上测取反力矩可以减少误差，从而扩大量程，提高测量精度。但是，为采用这种测量方法，必须使被测电机悬空安装，这样的夹装是十分困难的。

本实用新型的目的是：基于测取被测电机自身机壳上的反力矩这一前提而设计一套被测电机理想的夹装设备，乃至整套测功设备。

为从机壳上测量反力矩，必须提供一个与转轴同轴的机壳摆动支撑。而一般被测电机只有一端轴伸，转子和转轴都在电机内部，难于提供另一个摆动支点。本实用新型提出的特殊夹装设备，能使被测电机机壳准确地围绕其转轴轴线自由摆动。主要技术措施是：

1.由带锥形开口套筒的夹头夹住被测电机的轴伸，借以支持重量、传递转矩並为机壳提供一个摆动支点。

2.利用带弹簧指示器的吊挂机构和千分表调节和检测同轴度，同时保证夹装过程中电机轴伸不受弯矩变形。

3.利用由顶丝、锁紧螺钉组成的锁紧定位机构把调好轴心的被测电机的悬空安装底板与早已对准轴线的尾架轴上的L形支架连接起来，为机壳提供另一个摆动支点。

夹装设备的基本结构包括：被测电机9与转矩吸收装置1的夹装设备，由带锥形开口套筒的夹头10、轻型底板11、尾架12和锁紧定位机构13组成。此外，还有吊装架17、带弹簧指示器18的吊挂机构和千分表19等部件起调节和检测同轴度的作用。

本实用新型的优点是：

1.整个转动系统的任何摩擦阻力矩都是被测电机的负载转矩，不构成测量误差，主要的测量误差只是承载很轻的尾架滚动轴承的摆动阻力矩，因而测量误差小，精度高，可测功率范围大。

2.被测电机夹装方便、省时，安装同轴度准确並有明确的指示。

3.一次夹装可完成空载、堵转、负载、过载和转矩——转速特性等多项测试。

4.因为安装同轴度可得保证，可用于特高转速电机的测试；又由于经过减速器传动主轴並不增加测量误差，因而也可用于特低速电机的测试。

5.测量动态转矩时，机壳摆动加速度极小，转动系统的惯性力矩不构成测量误差，因而测量精度也比较高。

附图为夹装设备结构及与测功机之间的联系示意图。

1、2－转矩吸收装置，3－转矩吸收装置主轴，4－外壳，5－制动器，6－转速信号，7－显示器，8－微机系统，9－被测电机，10－带锥形开口套筒的夹头，11－悬空的轻型安装底板，12－尾架，13－锁紧定位机构，14－天平杆，        15、16－游动砝码及锁紧螺钉，17－吊装架，18－弹簧指示器，19－不同轴度指示器，20－L形支架。

下面以被测异步电机的夹装为例简要说明本实用新型的使用方法。

先把被测电机9固定在轻型底板11上，平置地面通电空转，予热一定时间，测出空转转速。经过弹簧指示器18将电机吊挂在吊装架17上。托起电机轴伸，使其轴基本水平，记下弹簧指示器读数。升起电机带底板，将轴伸插入夹头10。缓缓拧紧夹头，同时注意弹簧指示器读数变化，如读数增大则放低悬挂；减小则升高悬挂，直到夹头全部拧紧且弹簧指示器指示在原始位置。这时，被测电机轴与机头主轴已基本同轴，而且轴伸处基本不受弯矩。为检验同轴度，以千分表顶住电机尾部外壳，慢慢转动主轴，千分表指数变动范围即显示出不同轴度。残留的不同轴度在锁紧定位时加以校正。锁紧定位机构包括一个L形支架、三根顶丝和一根锁紧螺钉。把电机轴转到使偏心在垂直方向的最高位置，拧紧中间顶丝把底板稍向下压，直到千分表指到变化范围的中间位置；同时拧紧另两根顶丝，使其与底板刚刚接触但不改变底板位置；最后拧紧锁紧螺钉。再检查同轴度，证明安装无误，拆除吊挂及千分表，即安装完毕。这样，当被测电机输出（输入）转矩时，其外壳应能灵活自如地摆动。

被测电机夹装完毕后，就可借助常用的压力传感器件测量各种状态下的转矩。

Claims (4)

1、电机测功用夹装设备，其特征是：具有与转矩吸收装置主轴3有同一轴心的尾架12，与尾架相连的悬空轻型安装底板11，装有弹簧指示器18的吊装架17。

2、如权利要求1所述的设备，其特征是：悬空的安装底板通过由顶丝、锁紧螺钉组成的锁紧定位机构13与固定在尾架轴上的L形支架20相连。

3、如权利要求1所述的设备，其特征是：转矩吸收装置主轴通过带锥形开口套筒的夹头10与被测电机轴伸相连。

4、如权利要求1所述的设备，其特征是：吊装架上还装有不同轴度指示器19。

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