CN217403602U - 小型电机传动轴振动测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种小型电机传动轴振动测量装置，涉及电机测试技术领域。本装置包括外壳、反光套筒、第一激光发射机构、第二激光发射机构、第一激光接收机构和第二激光接收机构，反光套筒套装在电机的传动轴上并一同插装在外壳内部。第一激光发射机构和第二激光发射机构分别连接在位于反光套筒一侧的外壳的内壁上，并在外壳内壁对应位置分别安装第一激光接收机构和第二激光接收机构。通过本装置对电机传动轴振动进行测量，电机振动时带动反光套筒振动，进而激光接收机构根据接收到的光线位置生成振动信号。只有反光套筒安装在被测电机上，且反光套筒的质量较轻，因此能大幅减少检测设备对电机振动的影响，提升检测准确率。

Description

小型电机传动轴振动测量装置

技术领域

本实用新型涉及电机测试技术领域，尤其涉及一种小型电机传动轴振动测量装置。

背景技术

随着社会的发展和电力设施的完善，电机在生产和生活中的应用越来越广泛。电机由于具有不产生尾气且静音效果好的突出优点而受到人们的青睐，但是由于维修保养不及时而引起的电机损坏事故也屡见不鲜。因此，在电机维护、保养以及出厂时，对于振动这一质量指标的精度问题越来越引起人们的重视。电机在运行的过程中会产生机械振动，通过对机械振动的测量，可以获知电机的运行状况，进而能够诊断出电机是否发生故障，以便工作人员及时进行维修。目前，常用的电机振动测量方法为电测法，电测法的主要原理是将电机的振动信号转换为电信号，然后对电信号进行分析，获取电机的运行状况。

使用电测法测量电机振动时，一般通过速度传感器来获取电机的振动信号，然后将处理所得的电信号通过有线通讯线路传输至终端进行分析，获取电机的运行状况。但是，通过电测法测量电机振动时，速度传感器即使可以捕获到很小的振动信号，但是由于速度传感器需要附加在电机身上进行测量，速度传感器本身的质量会影响电机振动数据的测量精度，降低测量结果的准确性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种小型电机传动轴振动测量装置，以解决上述问题。

基于上述目的，本实用新型提供了一种小型电机传动轴振动测量装置，包括：外壳、反光套筒、第一激光发射机构、第二激光发射机构、第一激光接收机构和第二激光接收机构；反光套筒套装在电机的传动轴上并一同插装在外壳内部；第一激光发射机构连接在位于反光套筒水平径向一端的外壳的内壁上，第一激光接收机构连接在与第一激光发射机构同侧的外壳内侧壁上；第二激光发射机构连接在位于反光套筒竖直径向一端的外壳的内壁上，第二激光接收机构连接在与第二激光发射机构同侧的外壳内侧壁上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：1、采用以激光发射机构为核心的光学测量方法，相比于传统的高精度速度传感器方法，附加的反光套筒质量轻，对电机振动的影响小，大大的减小了误差。

2、操作简单，操作者只需要将待测电机固定放置好，将反光套筒套在电机传动轴上，再将反光套筒及传动轴伸入至外壳内部即可进行全方位的电机传动轴振动测量。

进一步地，本装置还包括处理器，处理器分别与第一激光接收机构以及第二激光接收机构电连接；通过处理器对激光接收机构接收到的振动信号进行分析处理，进而获知电机的运行状态

进一步地，本装置还包括支撑台和移动机构，移动机构包括支架移动台和升降支架，支架移动台的一端与支撑台滑动连接，支架移动台的另一端套装在升降支架的一端，升降支架的另一端与外壳固定连接。支撑台和移动机构对外壳起到支撑和调节空间的作用，通过推动支架移动台，能够使支架移动台在支撑台上移动，从而调节外壳的位置，便于将外壳套装在反光套筒上。

进一步地，支架移动台的上部安装有高度粗调节旋钮和高度细调节旋钮，支架移动台的下部安装有水平粗调节旋钮和水平细调节旋钮。通过各个调节旋钮，能够调节传动轴振动测量模块的水平位置和高度，并分别设置粗、细调节旋钮，使外壳的中心更准确地对准反光套筒的中心，提高了调节精度。

进一步地，外壳包括壳体、前盖和后盖，壳体为两端开口的柱状结构，前盖和后盖分别与壳体的两端口可拆卸连接，前盖套装在反光套筒上；后盖包括盖板和连接管， 连接管的一端连接在盖板上，盖板上的连接位置开设有通孔，连接管内部套装有校准镜，校准镜上刻有刻度线。校准镜用于观测反光套筒的位置，将刻度线中心对准反光套筒的中心便可实现对准，简单便捷。

进一步地，壳体内壁上连接有贯通壳体的凸棱，凸棱平行于壳体轴线；凸棱用于隔离外壳内部光路，降低干扰，使测量结果更加准确。

进一步地，反光套筒的一端为开口结构，开口端连接有限位环。限位环不仅防止反光套筒从传动轴上脱落，还能阻挡外界光线进入外壳内，削弱外界光线的影响，保证整个外壳尽可能封闭。

进一步地，本装置还包括电机支撑台，电机支撑台为长方体结构，电机连接在电机支撑台上。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的小型电机传动轴振动测量装置的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的小型电机传动轴振动测量装置的支撑台示意图；

图3为本实用新型实施例提供的小型电机传动轴振动测量装置的局部安装示意图；

图4为本实用新型实施例提供的小型电机传动轴振动测量装置的移动机构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的小型电机传动轴振动测量装置的外壳安装示意图；

图6为本实用新型实施例提供的小型电机传动轴振动测量装置的外壳内部示意图；

图7为为本实用新型实施例提供的小型电机传动轴振动测量装置的电机支撑台安装示意图。

附图说明图中标记为：1、支撑台；11、滑轨；2、移动机构；21、升降支架；22、支架移动台；23、高度粗调节旋钮；24、高度细调节旋钮；25、水平粗调节旋钮；26、水平细调节旋钮；3、外壳；31、壳体；311、凸棱；32、前盖；33、后盖；331、电线孔；34、反光套筒；341、限位环；35、连接管；36、第二激光发射机构；37、第二激光接收机构；38、第一激光发射机构；39、第二激光接收结构；4、电机支撑台；5、电机。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本实用新型进一步详细说明。

当激光或白光自物体表面漫反射，或通过透明散射体时，在散射体附近或表面光场中，可以观察到或照相记录下一种无规则分布的明暗颗粒状散斑，这种散斑过去往往把它视为降低成像质量和限制干涉条纹清晰度的光学噪声。近年来发展起来的散斑摄影术，正是利用激光或白光的散斑形成的一种崭新的光学测量方法。本实用新型就是利用了上述光学测量方法实现的电机5传动轴的高精度振动测量。

如图1所示，本实用新型提出的一种小型电机传动轴振动测量装置，由外壳3、反光套筒34、第一激光发射机构38、第二激光发射机构36、第一激光接收机构39、第二激光接收机构37、电机支撑台4、支撑台1和移动机构2等组成。如图2所示，支撑台1为长方体结构，固定安装在地面上，上表面开设有两条平行于支撑台1棱边的滑轨11。

移动机构2由支架移动台22和升降支架21组成，支架移动台22由第一连接块和第二连接块组成，第一连接块和第二连接块均为空心长方体结构，第一连接块竖直放置，第二连接块水平放置，第一连接块的一端连接在第二连接块上表面的中心位置，第一连接块的另一端套装在升降支架21上。第二连接块为底面开口结构，在第二连接块的内部连接四个滑轮，四个滑轮两两一对，平行分布，滑动连接在滑轨11上。如图3所示，滑轮能够沿着滑轨11进行滑动，通过推动支架移动台22，能够使支架移动台22带动其上面连接的装置在支撑台1上滑动。

如图4所示，升降支架21为空心长方体结构，升降支架21的上端固定连接有U型托架，U型托架的两端分别开设两个螺孔，外壳3通过螺钉固定连接在U型托架上，U型托架将外壳3托起。

高度粗调节旋钮23和高度细调节旋钮24安装在第一连接块的侧面，高度粗调节旋钮23和高度细调节旋钮24可控制升降支架21进行升降，但精度有所差异。设置高度粗调节旋钮23每逆时针旋转或顺时针旋转一圈，以两条滑轨11之间的中心线为x轴方向，可使升降支架21沿z轴方向（即竖直方向）上升或下降1cm，高度细调节旋钮24每逆时针旋转或顺时针旋转一圈可使升降支架21沿z轴方向上升或下降1mm。高度调节旋钮与齿轮连接，升降支架21内部侧面连接有竖直的齿条，通过齿轮和齿条的配合，使高度调节旋钮能够控制升降支架21上下移动。

水平粗调节旋钮25和水平细调节旋钮26安装在第二连接块的侧面，水平粗调节旋钮25和水平细调节旋钮26通过齿轮与蜗杆一端连接，蜗杆与支架移动台22底部滑轮上的齿条啮合，位于同一条滑轨11上的两个滑轮通过固定杆固定相对位置，位于不同滑轨11上的两个滑轮的轴心有承重轴穿过，固定杆与滑轨11平行，两个固定杆中心部分固定有垂直于滑轨11的齿条，承重轴与滑轨11垂直，两个承重轴两端与支架移动台22内壁固定，滑轮可与承重轴相对移动。水平调节旋钮旋转时通过齿轮带动蜗杆旋转，蜗杆旋转带动齿条移动，由于滑轮滑动连接在滑轨11上，所以反作用力使支架移动台22垂直于滑轨11移动。水平粗调节旋钮25和水平细调节旋钮26均可使支架移动台22及其上方连接的装置相对于滑轮和滑轨11实现y轴方向移动（即与滑轨11相垂直的水平方向），两者的精度有一定差别。设置水平粗调节旋钮25每逆时针旋转或者顺时针旋转一圈均可使支架移动台22及以上的部分向y轴正反方向水平移动1cm，相对应的水平细调节旋钮26每逆时针旋转或者顺时针旋转一圈均可使支架移动台22及以上的部分向y轴正反方向水平移动1mm。从而使传动轴振动测量模块能够在x、y、z三个方向移动，以便调节其空间位置，对电机5传动轴进行精确测量。

如图5所示，外壳3由壳体31、前盖32和后盖33组成，壳体31为两端开口的柱状结构，柱状结构的壳体31能够与U型托架的内侧贴紧，使壳体31被牢固的安装在U型托架上。壳体31内壁上连接有贯通壳体31的凸棱311，凸棱311平行于壳体31轴线。在此设置四条等间距分布的凸棱311，用于隔离外壳3内部光路，将激光接收机构分隔开来。凸棱311的两端分别开设有螺孔，前盖32和后盖33上分别对应开设四个螺孔，通过螺栓将前盖32和后盖33分别固定连接在壳体31的两端。

前盖32和后盖33均为圆形盖，前盖32的中心开设有圆孔，圆孔的直径略大于反光套筒34的直径。反光套筒34的一端为开口结构，开口端连接有限位环341，限位环341的外径大于前盖32上开设的圆孔的直径。限位环341不仅能够防止工作时反光套筒34从传动轴上脱落，还能削弱外界光线影响，保证整个传动轴振动测量模块尽可能封闭。反光套筒34套装在电机5的传动轴上，反光套筒34通过前盖32上的圆孔伸入至外壳3内部。

后盖33包括盖板和连接管35，连接管35的一端固定连接在盖板的中心位置，盖板上的连接位置开设有通孔，使连接管35与壳体31内部相通。连接管35内部套装有校准镜，校准镜上刻有十字刻度线，包含x轴方向和y轴方向，刻度精度为毫米级。并在反光套筒34的端面的中心位置设置中心标记点，进行位置调节时，通过校准镜观测中心标记点的位置，根据中心标记点所在的刻度位置，选择合适的调节旋钮进行水平位置或是竖直位置的调节，当十字刻度线的中心对准中心标记点，则说明完成对准。保证反光套筒34位于外壳3的轴线上，提高测量的准确性

第一激光发射机构38连接在位于反光套筒34水平径向一端（即左方或右方）的外壳3的内壁上，第一激光接收机构39连接在与第一激光发射机构38同侧的外壳3内侧壁上，使第一激光发射机构38发射的激光经反光套筒34反射后被第一激光接收机构39接收。第二激光发射机构36连接在位于反光套筒34竖直径向一端（即上方或下方）的外壳3的内壁上，第二激光接收机构37连接在与第二激光发射机构36同侧的外壳3内侧壁上，使第二激光发射机构36向反光套筒34发出的激光经反光套筒34反射后被第二激光接收机构37接收。当电机5传动轴在z轴方向发生振动时，反光套筒34跟随传动轴一起振动，反光套筒34在z轴方向上的位置发生改变，随之第二激光接收机构37接收到的激光位置也发生偏移，从而反映出传动轴在z轴方向上的振动状态。同理，能够根据第一激光接收机构39接收到的激光位置反映传动轴在y轴方向的振动状态。

为提高测量的准确性，如图6所示，分别对称设置两个第一激光发射机构38和两个第二激光发射机构36，并相应设置两个第一激光接收机构39和两个第二激光接收机构37。将两个第一激光发射机构38分别连接在前盖32圆孔的正左方和正右方，将两个第二激光发射机构36分别连接在前盖32圆孔的正上方和正下方，四个激光发射机构围绕圆孔中心呈圆周分布。第一激光发射机构38和第二激光发射机构36均由圆柱形激光器和长方体结构的活动台组成，活动台通过螺钉固定连接在外壳3的内壁上，激光器连接在活动台上，激光器能够在活动台上转动，进行角度的调节，调节好角度后锁定激光器的位置。第一激光发射器和第二激光发射器周围的外壳3上分别开设有电线孔331，用于通过电线接入外部电源，向激光发射机构供电。

第一激光接收机构39和第二激光接收机构37均为长条体结构体，两个第一激光接收机构39分别安装在壳体31的左侧面和右侧面上，两个第二激光接收机构37分别安装在壳体31的上侧面和下侧面。激光接收机构均位于所在壳体31侧面的中心位置，且激光接收机构的长边平行于壳体31的轴线，用于接收反光套筒34反射的激光。激光接收机构对照射在其上面的激光很敏感，将激光接收机构与处理器电连接，激光照射点发生的微小偏移变动均可转换为数据信息后由处理器对该变动进行分析量化，进一步对传动轴的振动进行分析。

如图7所示，电机支撑台4为长方体结构，用于支撑并固定被测电机5。电机支撑台4固定安装在地面上，电机5通过螺钉固定连接在电机支撑台4上。电机支撑台4的外层以及外壳3的内层均使用非镜面不透光材质，例如布料、木头等，可减小复杂的环境光对测量精度和结果的影响，使测量结果更加可靠。

使用时，将反光套筒34套装在电机5传动轴上，通过调节旋钮调节外壳3的位置，使反光套筒34穿过外壳3前盖32上的圆孔伸入至外壳3内部。启动电机5、激光发射机构和激光接收机构，电机5出现振动时，反光套筒34会随着电机5传动轴一同振动，从反光套筒34反射到对应激光接收机构上的激光就会出现振动信号，能够将振动信号传输至处理器进行进一步的分析处理。

本实用新型的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种小型电机传动轴振动测量装置，包括：外壳、反光套筒、第一激光发射机构、第二激光发射机构、第一激光接收机构和第二激光接收机构；其特征在于，

反光套筒套装在电机的传动轴上并一同插装在外壳内部；第一激光发射机构连接在位于反光套筒水平径向一端的外壳的内壁上，第一激光接收机构连接在与第一激光发射机构同侧的外壳内侧壁上；第二激光发射机构连接在位于反光套筒竖直径向一端的外壳的内壁上，第二激光接收机构连接在与第二激光发射机构同侧的外壳内侧壁上。

2.根据权利要求1所述的小型电机传动轴振动测量装置，其特征在于，还包括处理器，处理器分别与第一激光接收机构以及第二激光接收机构电连接。

3.根据权利要求1所述的小型电机传动轴振动测量装置，其特征在于，还包括支撑台和移动机构，移动机构包括支架移动台和升降支架，支架移动台的一端与支撑台滑动连接，支架移动台的另一端套装在升降支架的一端，升降支架的另一端与外壳固定连接。

4.根据权利要求3所述的小型电机传动轴振动测量装置，其特征在于，支架移动台的上部安装有高度粗调节旋钮和高度细调节旋钮，支架移动台的下部安装有水平粗调节旋钮和水平细调节旋钮。

5.根据权利要求1所述的小型电机传动轴振动测量装置，其特征在于，外壳包括壳体、前盖和后盖，壳体为两端开口的柱状结构，前盖和后盖分别与壳体的两端口可拆卸连接，前盖套装在反光套筒上；后盖包括盖板和连接管，连接管的一端连接在盖板上，盖板上的连接位置开设有通孔，连接管内部套装有校准镜，校准镜上刻有刻度线。

6.根据权利要求5所述的小型电机传动轴振动测量装置，其特征在于，壳体内壁上连接有贯通壳体的凸棱，凸棱平行于壳体轴线。

7.根据权利要求1所述的小型电机传动轴振动测量装置，其特征在于，反光套筒的一端为开口结构，开口端连接有限位环。

8.根据权利要求1所述的小型电机传动轴振动测量装置，其特征在于，还包括电机支撑台，电机支撑台为长方体结构，电机连接在电机支撑台上。

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