CN219027024U - 一种碳刷自动研磨装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳刷自动研磨装置，包括镂空平台，镂空平台上设有滑环组件，滑环组件包括自旋转运动的工艺滑环，镂空平台上设有位于滑环组件侧部的碳刷组件，滑环组件的工艺滑环与碳刷组件的碳刷接触，镂空平台上还设有罩设在滑环组件和碳刷组件上的防尘罩，镂空平台的下开口与集尘组件连通。本实用新型的有益效果：将碳刷研磨转移至电机外进行，避免了碳粉会进入到电机内部造成污染；该装置具有通用性，针对不同的滑环直径只需更换不同的工艺滑环即可；避免了碳粉研磨、吹扫和吸附作业对生产现场环境的污染。

Description

一种碳刷自动研磨装置

技术领域

本实用新型属于发电机技术领域，具体涉及一种碳刷自动研磨装置，用于碳刷弧度的研磨。

背景技术

目前在电传动内燃机车(HXN5系列机车等)和双馈风力发电领域用的发电机普遍都带有碳刷和滑环结构。碳刷和滑环是电接触零件，提供电力链接，不断与旋转的导电环表面接触传导电流，用于将电能从发电机转子中引出或传递至转子绕组中。

发电机的碳刷和滑环在运行中，需要紧密接触。碳刷磨损达到一定程度，应及时更换，否则可能导致滑环损伤，造成事故。电机正常维护或新造组装中，必须对安装的新碳刷进行研磨，使碳刷下端部经研磨具有和电机滑环有相同的圆弧度。

电机碳刷研磨以往的常规做法是将细砂纸紧贴电机转子滑环表面围一周，用胶带粘紧，再盘动转子实现对碳刷的反复研磨，研磨完成后会产生大量碳粉积聚在电机内部，需要用高压风将电机内部积聚的碳粉吹扫出来，再用吸尘器吸附。采用该方式对电机进行研磨存在以下几个弊端：

(1)碳粉会进入到电机内部造成污染，电机内部绝缘性是衡量电机可靠性的关键指标，而碳粉属于导电物质，因此碳粉的积聚对电机绝缘质量的可靠性造成严重影响，而通过高压风的吹扫和吸尘器吸附并不能将电机内部的碳粉完全清理干净，仍然存在很多无法清理的死角，也给电机的安全运行留下隐患。

(2)碳粉研磨、吹扫和吸附作业过程中会对导致生产现场地面碳粉聚集，地面因为碳粉的存在而变得更加易滑，容易造成生产作业人员滑倒受伤。同时吹扫碳粉作业过程中，碳粉吸入人体内会危害生产作业人员的身体健康。

(3)碳粉研磨、吹扫和吸附过程作业时间至少需要50分钟，导致生产周期变长，也增加了生产作业人员的劳动强度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供了一种碳刷自动研磨装置，解决了现有碳刷研磨不易清理、易污染和效率低的问题。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

一种碳刷自动研磨装置，包括镂空平台，镂空平台上设有滑环组件，滑环组件包括自旋转运动的工艺滑环，镂空平台上设有位于滑环组件侧部的碳刷组件，滑环组件的工艺滑环与碳刷组件的碳刷接触，镂空平台上还设有罩设在滑环组件和碳刷组件上的防尘罩，镂空平台的下开口与集尘组件连通。

进一步的，还包括架体，镂空平台设在架体的上部，集尘组件设在架体的下部。

进一步的，所述的架体包括上架板和下架板，上架板与下架板之间通过立柱连接，镂空平台设在上架板的上部，集尘组件设在下架板的上部，下架板的下部设有万向轮。

进一步的，所述的滑环组件包括第一法兰轴和第二法兰轴，第一法兰轴和第二法兰轴均通过轴承座旋转安装在镂空平台上，第一法兰轴与工艺滑环的一侧可拆卸连接，第二法兰轴与工艺滑环的另一侧可拆卸连接。

进一步的，所述的滑环组件包括驱动电机，驱动电机通过联轴器与第一法兰轴连接。

进一步的，所述的驱动电机固定在电机固定座上，电机固定座固定在镂空平台上，轴承座固定在垫高块上，垫高块固定在镂空平台上。

进一步的，所述的镂空平台上活动设有调整与滑环组件之间的距离的碳刷组件。

进一步的，所述的碳刷组件包括支撑架，螺钉穿过支撑架上的腰形孔与镂空平台连接，支撑架上设有刷盒，刷盒内设有碳刷，刷盒上设有弹性压设碳刷的压指。

进一步的，所述的碳刷位于工艺滑环的两侧，两侧的碳刷交错设置与工艺滑环的不同部位接触。

进一步的，所述的防尘罩包括U形罩体，U形罩体的观察窗处铰接有透明密封帘，透明密封帘的边侧与U形罩体之间设有磁性贴条。

进一步的，所述的集尘组件包括收集漏斗，镂空平台的下开口与收集漏斗连通，收集漏斗通过管道与吸尘器连通。

本实用新型实现的功能：

(1)为避免了碳粉对电机内部污染造成电机运行隐患，提升碳刷研磨质量，设计碳刷研磨装置实现碳刷的电机外研磨。

(2)为有效改善组装现场环境，避免碳粉积聚在地面造成人员滑倒受伤，同时防止作业过程中碳粉吸入人体对操作者造成身体健康伤害和减轻生产作业人员劳动强度，在碳刷研磨装置上增加密封结构和碳粉吸收功能，并增加驱动器实现碳刷的自动化研磨。

本实用新型的有益效果：

(1)将碳刷研磨转移至电机外进行，可以有效避免了碳粉会进入到电机内部造成污染，保证了电机内部的清洁度，提高了电机质量。

(2)该装置具有通用性，可普遍适用于绝大多数电传动内燃机车主发电机和双馈风力发电机碳刷研磨使用，针对不同的滑环直径只需更换不同的工艺滑环即可，法兰轴的设计确保装置更换滑环时拆装便捷。

(3)通过碳刷自动研磨装置密封性和碳粉收集功能的设计，避免了碳粉研磨、吹扫和吸附作业对生产现场环境的污染，从而避免生产作业人员滑倒受伤。同时避免了碳粉吸入人体内会危害生产作业人员的身体健康。

(4)碳刷的自动化研磨可极大的缩短生产周期，从50分钟可减少至10分钟内完成，同时降低生产作业人员的劳动强度。

前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案；并且本实用新型，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。

附图说明

图1是本实用新型结构主视图。

图2是图1的局部放大图。

图3是本实用新型结构侧视图。

图中：1-架体，2-镂空平台，3-滑环组件，4-碳刷组件，5-防尘罩，6-集尘组件；11-上架板，12-下架板，13-立柱，14-万向轮，15-电机控制器；31-驱动电机，32-电机固定座，33-联轴器，34-轴承座，35-垫高块，36-第一法兰轴，37-第二法兰轴，38-工艺滑环；41-支撑架，42-刷盒，43-碳刷，44-压指；51-U形罩体，52-透明密封帘；61-收集漏斗，62-管道，63-吸尘器。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

参考图1～图3所示，一种碳刷自动研磨装置，包括架体1、镂空平台2、滑环组件3、碳刷组件4、防尘罩5和集尘组件6。本装置目的是实现碳刷在电机外进行自动化的研磨，碳刷安装至电机上后无需再进行研磨。具体而言，实现磨碳刷的一键式操作，打开驱动电机开关，便可自动进行碳刷的研磨，并可通过电机控制器的旋转按钮实现电机的无级调速。

架体1为主体支撑结构，架体1上设有镂空平台2和集尘组件6，镂空平台2设在架体1的上部，集尘组件6设在架体1的下部。镂空平台2上设有滑环组件3、碳刷组件4和防尘罩5，滑环组件3与碳刷组件4进行接触，滑环组件3进行旋转并对碳刷组件4进行研磨。利用防尘罩5对滑环组件3、碳刷组件4进行罩设，避免碳粉扬起漂浮造成污染，集尘组件6则利用负压将碳粉收集。

架体1包括上架板11、下架板12、立柱13、万向轮14和电机控制器15。上架板11与下架板12之间通过立柱13连接，形成整体的结构框架。镂空平台2设在上架板11的上部，集尘组件6设在下架板12的上部。电机控制器15设在上架板11的下部，用于控制滑环组件3的自动旋转启停。下架板12的下部设有万向轮14，方便整体装置的移动。

滑环组件3包括驱动电机31、电机固定座32、联轴器33、轴承座34、垫高块35、第一法兰轴36、第二法兰轴37和工艺滑环38。

驱动电机31固定在电机固定座32上，电机固定座32固定在镂空平台2上，轴承座34固定在垫高块35上，垫高块35固定在镂空平台2上，第一法兰轴36和第二法兰轴37均通过轴承座34旋转安装。

驱动电机31通过联轴器33与第一法兰轴36连接，第一法兰轴36与工艺滑环38的一侧可拆卸连接，第二法兰轴37与工艺滑环38的另一侧可拆卸连接。驱动电机31与电机控制器15电连接，利用电机控制器15实现驱动电机31的启停以及无级调节。驱动电机及控制器选用功率120WOPG调速电机，驱动电机与转轴采用自主设计的联轴器连接固定。

转轴采取法兰与转轴一体化的设计，有利于工艺滑环的快速拆卸更换，当不同型号电机碳刷需要研磨时，只需要拧出转轴法兰面的螺栓，即可快速拆卸更换新的工艺滑环。法兰轴与工艺滑环设计有止口配合，可提高配合精度。轴承选择带座外球面轴承UCP208。

碳刷组件4包括支撑架41、刷盒42、碳刷43和压指44。刷盒42内设有碳刷43，同时刷盒42上设有弹性压设碳刷43的压指44，通过恒压弹簧给碳刷施加恒定压力将碳刷压在滑环上，保证碳刷43与工艺滑环38的良好接触。

刷盒42通过固定螺栓固定在支撑架41上，螺钉穿过支撑架41底部的腰形孔与镂空平台2连接，便于调节支撑架的位置，从而实现碳刷43与工艺滑环38之间的距离活动可调，保证刷盒底部距离滑环表面1.5～2mm(实际组装过程中工艺要求)。

碳刷43位于工艺滑环38的两侧，两侧的碳刷43交错设置与工艺滑环38的不同部位接触。工艺滑环38为外表面设置砂纸的滑环或其他能够对碳刷43进行研磨的构件，旋转的工艺滑环38不断对碳刷43进行打磨。

滑环两端碳刷采用非对称分布，由于两侧碳刷43接触工艺滑环38不同部位，能够充分利用其上的砂纸，可增加碳刷与砂纸的接触面积，从而增加砂纸的利用率，避免了以前砂纸利用率不足的浪费。

通过调整刷盒底部与滑环表面间隙1.5～2mm，将碳刷安装至刷盒内，再安装压指将碳刷压在工艺滑环表面，打开电机控制器开关，给电机通电，电机开始旋转后通过联轴器将力传递至第一法兰轴上，带动第一法兰轴旋转，第一法兰轴带动工艺滑环、第二法兰轴一起旋转，实现工艺滑环对碳刷的研磨。

防尘罩5包括U形罩体51和透明密封帘52。U形罩体51密封设在镂空平台2上，同时罩设在滑环组件3和碳刷组件4上，有效避免了碳粉的洒落污染。U形罩体51的观察窗处铰接有透明密封帘52，透明密封帘52优选为PVC材质。透明密封帘52的边侧与U形罩体51之间设有磁性贴条。

在U形罩体51前后和侧方上开了三个窗口，窗口采用透明PVC密封帘并进行密封配合，密封帘的四边粘贴上磁性贴条，可以直观的观察装置运行工过程中碳刷研磨情况，实现作业可视化。同时并在U形罩体51顶部增加蚂蟥钉把手便于防尘罩的提取。防尘罩的设计可以有效防止碳刷研磨过程产生的碳粉污染生产现场，保证研磨的碳粉全部被底部的吸尘器吸收。

集尘组件6包括收集漏斗61、管道62和吸尘器63。镂空平台2的下开口与收集漏斗61连通，收集漏斗61通过管道62与吸尘器63连通。整个碳刷研磨都设计在镂空平台上，同时工艺滑环下部处在镂空平台内部，目的是使研磨出来的碳粉自动落入下部的碳粉收集漏斗内，吸尘器吸收管道与碳粉收集漏斗相连，将漏斗内的碳粉全部进行吸收。

通过该设计，可以实现碳刷研磨过程中整个装置的防尘和碳粉自动收集，不会污染现场的生产环境，也不会危害生产作业人员的身体健康，自动化的作业同时也可减轻作业人员的劳动强度，缩短生产周期。吸尘器与驱动电机可以同时进行工作，因此可以实现碳刷研磨和碳粉收集可以进行，最大程度的避免碳粉的污染。

前述本实用新型基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本实用新型可采用并要求保护的实施例。本实用新型方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳刷自动研磨装置，包括镂空平台(2)，其特征在于：所述的镂空平台(2)上设有滑环组件(3)，滑环组件(3)包括自旋转运动的工艺滑环(38)，镂空平台(2)上设有位于滑环组件(3)侧部的碳刷组件(4)，滑环组件(3)的工艺滑环(38)与碳刷组件(4)的碳刷(43)接触，镂空平台(2)上还设有罩设在滑环组件(3)和碳刷组件(4)上的防尘罩(5)，镂空平台(2)的下开口与集尘组件(6)连通。

2.根据权利要求1所述的碳刷自动研磨装置，其特征在于：还包括架体(1)，镂空平台(2)设在架体(1)的上部，集尘组件(6)设在架体(1)的下部。

3.根据权利要求2所述的碳刷自动研磨装置，其特征在于：所述的架体(1)包括上架板(11)和下架板(12)，上架板(11)与下架板(12)之间通过立柱(13)连接，镂空平台(2)设在上架板(11)的上部，集尘组件(6)设在下架板(12)的上部，下架板(12)的下部设有万向轮(14)。

4.根据权利要求1所述的碳刷自动研磨装置，其特征在于：所述的滑环组件(3)包括第一法兰轴(36)和第二法兰轴(37)，第一法兰轴(36)和第二法兰轴(37)均通过轴承座(34)旋转安装在镂空平台(2)上，第一法兰轴(36)与工艺滑环(38)的一侧可拆卸连接，第二法兰轴(37)与工艺滑环(38)的另一侧可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的碳刷自动研磨装置，其特征在于：所述的滑环组件(3)包括驱动电机(31)，驱动电机(31)通过联轴器(33)与第一法兰轴(36)连接。

6.根据权利要求1所述的碳刷自动研磨装置，其特征在于：所述的镂空平台(2)上活动设有调整与滑环组件(3)之间的距离的碳刷组件(4)。

7.根据权利要求6所述的碳刷自动研磨装置，其特征在于：所述的碳刷组件(4)包括支撑架(41)，螺钉穿过支撑架(41)上的腰形孔与镂空平台(2)连接，支撑架(41)上设有刷盒(42)，刷盒(42)内设有碳刷(43)，刷盒(42)上设有弹性压设碳刷(43)的压指(44)。

8.根据权利要求1、6或7所述的碳刷自动研磨装置，其特征在于：所述的碳刷(43)位于工艺滑环(38)的两侧，两侧的碳刷(43)交错设置与工艺滑环(38)的不同部位接触。

9.根据权利要求1所述的碳刷自动研磨装置，其特征在于：所述的防尘罩(5)包括U形罩体(51)，U形罩体(51)的观察窗处铰接有透明密封帘(52)，透明密封帘(52)的边侧与U形罩体(51)之间设有磁性贴条。

10.根据权利要求1或9所述的碳刷自动研磨装置，其特征在于：所述的集尘组件(6)包括收集漏斗(61)，镂空平台(2)的下开口与收集漏斗(61)连通，收集漏斗(61)通过管道(62)与吸尘器(63)连通。

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