CN219293580U - 一种碳刷弧面研磨工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种碳刷弧面研磨工具，包括固定机架及固定在固定机架上的扇形支撑部，扇形支撑部设有与其所在圆心同轴的圆弧面，圆弧面上贴附设有与其同圆心的环形研磨板，环形研磨板的外周侧同轴设有圆弧形导轨，圆弧形导轨与环形研磨板同圆心，并安装在固定机架上，圆弧形导轨上滑动设有移动架，移动架上安装有若干随其同步移动且沿扇形支撑部所在圆径向延伸的伸缩驱动杆，各伸缩驱动杆沿移动架移动的方向等间隔排布，伸缩驱动杆上设有碳刷夹具，碳刷夹具上安装有抵接在环形研磨板上的碳刷，移动架配套有驱动其沿圆弧形导轨往复滑动的驱动机构，驱动机构安装在固定机架上，同时制备多个碳刷的弧面，有效提高了对碳刷研磨的效率。

Description

一种碳刷弧面研磨工具

技术领域

本实用新型涉及电力设备制作技术领域，特别是涉及一种碳刷弧面研磨工具。

背景技术

碳刷：也叫电刷，作为一种滑动接触件，在许多电气设备中得到广泛的应用。碳刷在产品应用材质主要有石墨，浸脂石墨，金属(含铜，银)石墨。碳刷是电动机或发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置，它一般是纯碳加凝固剂制成，外型一般是方块，卡在金属支架上，里面有弹簧把它紧压在转轴上，电机转动的时候，将电能通过换相器输送给线圈，由于其主要成分是碳，称为碳刷，它是易磨损的。应定期维护更换，并清理积碳。

现有技术中经常在更换新的碳刷后，机组恢复运行时出现大量跳火，使用红外成像仪测量碳刷接触面温度高达144℃(规程规定集电环运行温度不能大于90℃)，经停机检查原因是集电环表面是圆弧面，而新碳刷是平整面，造成碳刷与集电环表面为点接触，接触面积小于整个碳刷的10％，运行中接触电阻增大，无法满足转子大电流的通流要求(每个碳刷需要通过130A的电流)，引起碳刷跳火并严重发热，不及时消除碳刷过热可能引起刷握烧毁、刷辫烧断，严重时会造成机组事故停机，存在重大的安全隐患。

专利文件CN207915227U公开了一种碳刷工作面弧度研磨装置，包括机架、研磨辊和砂纸，机架一端设有放置台，放置台上开有A槽，机架一端设有B槽，且B槽位于放置台上的A槽下方，研磨辊的两端通过轴承座和支架安装在机架上，砂纸包覆在研磨辊上，研磨辊的一端设有用于转动研磨辊的手柄。以将碳刷工作面研磨成弧面，保证了碳刷的工作面可以与滑环紧密接触。但是其单次研磨仅能够完成单个碳刷的弧面结构，效率较低，且需要人工进行对准，造成研磨工作的费时费力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种碳刷弧面研磨工具，以解决上述现有技术存在的问题，通过移动架能够带多个碳刷同步沿扇形支撑部上的环形研磨板移动，同时完成多个碳刷的研磨工作，而且由于伸缩驱动杆的伸缩方向沿扇形支撑部的径向，使得碳刷安装后，仅控制伸缩驱动杆的伸缩就能够直接将各碳刷同步抵接在环形研磨板上，同时制备多个碳刷的弧面，有效提高了对碳刷研磨的效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种碳刷弧面研磨工具，包括固定机架及固定在所述固定机架上的扇形支撑部，所述扇形支撑部设有与其所在圆心同轴的圆弧面，所述圆弧面上贴附设有与其同圆心的环形研磨板，所述环形研磨板的外周侧同轴设有圆弧形导轨，所述圆弧形导轨与所述环形研磨板同圆心，并安装在所述固定机架上，所述圆弧形导轨上滑动设有移动架，所述移动架上安装有若干随其同步移动且沿所述扇形支撑部所在圆径向延伸的伸缩驱动杆，各所述伸缩驱动杆沿所述移动架移动的方向等间隔排布，所述伸缩驱动杆上设有碳刷夹具，所述碳刷夹具上安装有抵接在所述环形研磨板上的碳刷，所述移动架配套有驱动其沿所述圆弧形导轨往复滑动的驱动机构，所述驱动机构安装在所述固定机架上。

优选的，所述环形研磨板沿所述扇形支撑部所在圆的周向上的两端分别开设有沉头孔，所述沉头孔内设有将所述环形研磨板抵紧在所述圆弧面上的螺栓，所述螺栓穿过所述沉头孔并螺纹连接在所述圆弧面上。

优选的，所述扇形支撑部呈扇形柱状结构，所述扇形支撑部的所述圆弧面与所述环形研磨板的结构相匹配。

优选的，所述扇形支撑部的顶点及所述圆弧面的两端点均开设有定位孔，所述定位孔沿所述扇形支撑部所在圆的轴向延伸，所述固定机架上设有与各所述定位孔一一对应插接的定位杆，且所述定位杆上设有用于定位所述扇形支撑部的限位机构。

优选的，所述固定机架上设有固定板，所述定位杆的一端固定在所述固定板上，另一端设有螺纹结构，所述限位机构为螺纹连接在所述定位杆上且抵紧所述扇形支撑部的限位螺母。

优选的，对应所述圆弧面两端的所述定位杆可移动安装在所述固定机架上，且所述定位杆的移动方向沿所述扇形支撑部所在圆的径向，所述定位杆可更换安装有若干直径不同的所述扇形支撑部，各所述扇形支撑部分别配套有相应结构的所述环形研磨板。

优选的，所述移动架上设有若干与其同步移动的伺服电动缸，所述伸缩驱动杆为所述伺服电动缸上的电动推杆，所述电动推杆沿所述扇形支撑部所在圆径向伸缩，所述碳刷夹具安装在所述电动推杆的伸出端。

优选的，所述伺服电动缸上设有用于检测所述碳刷与所述环形研磨板之间抵接压力的压力传感器，所述压力传感器与所述电动推杆的驱动部电控连接。

优选的，所述碳刷夹具包括夹具本体及套接在所述碳刷上的刷握，所述夹具本体上可拆卸连接有将所述刷握固定在其上的固定螺栓。

优选的，所述扇形支撑部、所述环形研磨板及所述碳刷夹具沿水平方向排布，且所述环形研磨板及所述碳刷夹具之间位置处的下方对应设有接料口，所述接料口连通有用于负压吸引粉尘的吸尘管道。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

第一，通过设置扇形支撑部，以通过其圆弧面适配安装环形研磨板，以形成与集电环相匹配的结构，进而在研磨的过程中，由于在环形研磨板的外周侧设置同轴的圆弧形导轨，使得与其滑动给连接的移动架能够沿圆弧形导轨移动，且其移动轨迹相应为与环形研磨板同轴的圆弧形结构，且伸缩驱动杆沿扇形支撑部所在圆径向延伸，使得碳刷在伸缩驱动杆的带动，沿环形研磨板径向抵压在其表面上，并沿环形研磨板延伸的方向滑动，逐渐形成与环形研磨板相适配的结构，以达到与集电环相匹配的结构，其无需设置任何检测碳刷与环形研磨板间距的距离检测机构，结构简单且有效，进一步的在移动架上设有若干沿其移动方向等间隔排布的伸缩驱动杆，使得分别与各伸缩驱动杆配套的碳刷能够同步随移动架移动，并抵接在环形研磨板上滑动，实现多个碳刷同步研磨的工作，提高了对碳刷研磨的效率。

第二，环形研磨板沿扇形支撑部所在圆的周向上的两端分别开设有沉头孔，沉头孔内设有将环形研磨板抵紧在圆弧面上的螺栓，螺栓穿过沉头孔并螺纹连接在圆弧面上，通过在环形研磨板上设计沉头孔，一方面用于插接螺栓，使得螺栓螺纹连接在圆弧面上，实现环形研磨板与扇形支撑部之间的可拆卸连接，方便后续对环形研磨板的更换等，另一方面能够方便的将螺栓嵌合在沉头孔内部，使其不凸出于环形研磨板表面，避免对碳刷的研磨造成影响，且沉头孔设计在环形研磨板的两端，进一步减少了与碳刷的接触，保证碳刷研磨的质量。

第三，扇形支撑部呈扇形柱状结构，扇形支撑部的圆弧面与环形研磨板的结构相匹配，使得环形研磨板能够整体充分受到圆弧面的支撑作用，避免碳刷抵接在环形研磨板上时，环形研磨板受力不均容易受损裂开。

第四，扇形支撑部的顶点及圆弧面的两端点均开设有定位孔，定位孔沿扇形支撑部所在圆的轴向延伸，固定机架上设有与各定位孔一一对应插接的定位杆，且定位杆上设有用于定位扇形支撑部的限位机构，通过在扇形支撑部上设置定位孔，在固定机架上设置定位杆，使得扇形支撑部能够通过定位孔插接在对应的定位杆上，使得扇形支撑部和固定机架之间形成可拆卸连接的方式，方便对扇形支撑部的拆卸和安装，且由于在扇形支撑部的顶点和两端点开设定位孔，形成三角形定位，保证了扇形支撑部在固定机架上的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体结构俯视图；

图2为本实用新型往复驱动电机处的侧视图；

图3为本实用新型扇形支撑部的结构示意图；

其中，1-固定机架、2-移动架、3-转动齿轮、4-伺服电动缸、5-电动推杆、6-碳刷夹具、7-刷握、8-碳刷、9-扇形支撑部、10-环形研磨板、11-定位孔、12-往复驱动电机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种碳刷弧面研磨工具，以解决上述现有技术存在的问题，通过移动架能够带多个碳刷同步沿扇形支撑部上的环形研磨板移动，同时完成多个碳刷的研磨工作，而且由于伸缩驱动杆的伸缩方向沿扇形支撑部的径向，使得碳刷安装后，仅控制伸缩驱动杆的伸缩就能够直接将各碳刷同步抵接在环形研磨板上，同时制备多个碳刷的弧面，有效提高了对碳刷研磨的效率。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至图3所示，本实施例提供一种碳刷弧面研磨工具，包括固定机架1及固定在固定机架1上的扇形支撑部9，优选的扇形支撑部9采用硬质材料拼接呈的扇形腔体状结构或者硬质材料直接成型的扇形实心块状结构，例如采用钢制或者木质等，扇形支撑部9设有与其所在圆心同轴的圆弧面，圆弧面上贴附设有与其同圆心的环形研磨板10，优选的棕刚玉板、白刚玉板或者碳化硅板等，环形研磨板10的外周侧同轴设有圆弧形导轨，圆弧形导轨与环形研磨板10同圆心，并安装在固定机架1上，圆弧形导轨上滑动设有移动架2，移动架2上安装有若干随其同步移动且沿扇形支撑部9所在圆径向延伸的伸缩驱动杆，各伸缩驱动杆沿移动架2移动的方向等间隔排布，伸缩驱动杆上设有碳刷夹具6，例如采用电动推杆5等，碳刷夹具6上安装有抵接在环形研磨板10上的碳刷8，移动架2配套有驱动其沿圆弧形导轨往复滑动的驱动机构，驱动机构安装在固定机架1上，优选的驱动机构为安装在固定机架1上的驱动电机，驱动电机与移动架2之间传动连接有齿轮组件，具体的驱动电机的输出轴上同轴固定有转动齿轮3，移动架2的外周边缘或者内周边缘设有与转动齿轮3啮合传动的齿条，转动齿轮3转动，带动移动架2沿圆弧形导轨移动，而且驱动电机采用往复驱动电机12，其驱动轴以一定的频率往复转动，进而带动移动架2往复移动，使得移动架2上固定的碳刷8能够沿环形研磨板10往复研磨。通过设置扇形支撑部9，以通过其圆弧面适配安装环形研磨板10，以形成与集电环相匹配的结构，进而在研磨的过程中，由于在环形研磨板10的外周侧设置同轴的圆弧形导轨，使得与其滑动给连接的移动架2能够沿圆弧形导轨移动，且其移动轨迹相应为与环形研磨板10同轴的圆弧形结构，且伸缩驱动杆沿扇形支撑部9所在圆径向延伸，使得碳刷8在伸缩驱动杆的带动，沿环形研磨板10径向抵压在其表面上，并沿环形研磨板10延伸的方向滑动，逐渐形成与环形研磨板10相适配的结构，以达到与集电环相匹配的结构，其无需设置任何检测碳刷8与环形研磨板10间距的距离检测机构，结构简单且有效，进一步的在移动架2上设有若干沿其移动方向等间隔排布的伸缩驱动杆，使得分别与各伸缩驱动杆配套的碳刷8能够同步随移动架2移动，并抵接在环形研磨板10上滑动，实现多个碳刷8同步研磨的工作，提高了对碳刷8研磨的效率。

其中，扇形支撑部9可以替换为圆形支撑部等，以确保其设有用于同轴贴合安装环形研磨板10的圆弧面，优选圆弧面沿扇形支撑部9所在圆的轴向延伸，以保证圆弧面能够足够且有效对环形研磨板10进行支撑。

进一步的，环形研磨板10沿扇形支撑部9所在圆的周向上的两端分别开设有沉头孔，沉头孔内设有将环形研磨板10抵紧在圆弧面上的螺栓，螺栓穿过沉头孔并螺纹连接在圆弧面上，通过在环形研磨板10上设计沉头孔，一方面用于插接螺栓，使得螺栓螺纹连接在圆弧面上，实现环形研磨板10与扇形支撑部9之间的可拆卸连接，方便后续对环形研磨板10的更换等，另一方面能够方便的将螺栓嵌合在沉头孔内部，使其不凸出于环形研磨板10表面，避免对碳刷8的研磨造成影响，且沉头孔设计在环形研磨板10的两端，进一步减少了与碳刷8的接触，保证碳刷8研磨的质量。

而且扇形支撑部9呈扇形柱状结构，扇形支撑部9的圆弧面与环形研磨板10的结构相匹配，使得环形研磨板10能够整体充分受到圆弧面的支撑作用，避免碳刷8抵接在环形研磨板10上时，环形研磨板10受力不均容易受损裂开。

作为本实用新型优选的实施方式，扇形支撑部9的顶点及圆弧面的两端点均开设有定位孔11，定位孔11沿扇形支撑部9所在圆的轴向延伸，固定机架1上设有与各定位孔11一一对应插接的定位杆，定位孔11和定位杆的结构相匹配，且定位杆上设有用于定位扇形支撑部9的限位机构，优选采用顶丝或者限位螺母等，通过在扇形支撑部9上设置定位孔11，在固定机架1上设置定位杆，使得扇形支撑部9能够通过定位孔11插接在对应的定位杆上，使得扇形支撑部9和固定机架1之间形成可拆卸连接的方式，方便对扇形支撑部9的拆卸和安装，且由于在扇形支撑部9的顶点和两端点开设定位孔11，形成三角形定位，保证了扇形支撑部9在固定机架1上的稳定性。

进一步的，固定机架1上设有固定板，定位杆的一端固定在固定板上，优选为光杆结构，以方便扇形支撑部9通过定位孔11滑动连接在定位杆上，另一端设有螺纹结构，限位机构为螺纹连接在定位杆上且抵紧扇形支撑部9的限位螺母，通过限位螺母在定位杆上的转动连接，扇形支撑部9插接到定位杆上后，通过限位螺母拧紧在定位杆伸出扇形支撑部9且设有螺纹结构的一端，并通过限位螺母抵接在扇形支撑部9上，完成对扇形支撑部9的定位。

其中，对应圆弧面两端的定位杆可移动安装在固定机架1上，且定位杆的移动方向沿扇形支撑部9所在圆的径向，定位杆可更换安装有若干直径不同的扇形支撑部9，那么根据不同集电环的直径，选用相应直径的扇形支撑部9和环形研磨板10，且由于对应圆弧面两端的定位杆可移动设置在固定机架1上，在选用不同直径的扇形支撑部9后，调节两可移动的定位杆，使得三个定位杆的位置匹配所选用的扇形支撑部9上定位孔11所在位置，实现对于不同直径扇形支撑部9和环形研磨板10的更换工作，且各扇形支撑部9分别配套有相应结构的环形研磨板10，那么在选用不同直径的扇形支撑部9后，能够灵活选用相应结构的环形研磨板10，以适研磨处相应结构的碳刷8弧面。

作为本实用新型优选的实施方式，移动架2上设有若干与其同步移动的伺服电动缸4，伸缩驱动杆为伺服电动缸4上的电动推杆5，电动推杆5沿扇形支撑部9所在圆径向伸缩，碳刷夹具6安装在电动推杆5的伸出端，通过采用电动推杆5，能够使得碳刷8随电动推杆5的伸长而移动，并实时保持抵接在环形研磨板10的表面上。

进一步的，伺服电动缸4上设有用于检测碳刷8与环形研磨板10之间抵接压力的压力传感器，压力传感器与电动推杆5的驱动部电控连接，通过设计压力传感器，能够实时检测到碳刷8抵接在环形研磨板10上的压力，进而能够实时保持碳刷8抵接在环形研磨板10上，并达到所需的压力，保证碳刷8研磨弧面的有效性。

而且碳刷夹具6包括夹具本体及套接在碳刷8上的刷握7，刷握7是指在有刷电机里面盛装并保持碳刷8位置的机械导槽。由刷盒、涡卷弹簧和压指等主要零件组成。它安装碳刷8并使其在压力下与集电环的滑动面保持接触的部件。夹具本体上可拆卸连接有将刷握7固定在其上的固定螺栓，由于刷握7与碳刷8结构相配合，以通过刷握7与夹具本体之间的可拆卸实现对碳刷8的拆装工作，避免直接将碳刷8安装在夹具本体上，容易造成碳刷8受损的情况发生。

作为优选，扇形支撑部、环形研磨板10及碳刷夹具6沿水平方向排布，且环形研磨板10及碳刷夹具6之间位置处的下方对应设有接料口，接料口连通有用于负压吸引粉尘的吸尘管道，使得研磨过程中产生的废料能够直接通过接料口并由吸尘管道吸走，减少粉尘对工作环境的影响。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本实用新型的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种碳刷弧面研磨工具，其特征在于，包括固定机架及固定在所述固定机架上的扇形支撑部，所述扇形支撑部设有与其所在圆心同轴的圆弧面，所述圆弧面上贴附设有与其同圆心的环形研磨板，所述环形研磨板的外周侧同轴设有圆弧形导轨，所述圆弧形导轨与所述环形研磨板同圆心，并安装在所述固定机架上，所述圆弧形导轨上滑动设有移动架，所述移动架上安装有若干随其同步移动且沿所述扇形支撑部所在圆径向延伸的伸缩驱动杆，各所述伸缩驱动杆沿所述移动架移动的方向等间隔排布，所述伸缩驱动杆上设有碳刷夹具，所述碳刷夹具上安装有抵接在所述环形研磨板上的碳刷，所述移动架配套有驱动其沿所述圆弧形导轨往复滑动的驱动机构，所述驱动机构安装在所述固定机架上。

2.根据权利要求1所述的碳刷弧面研磨工具，其特征在于，所述环形研磨板沿所述扇形支撑部所在圆的周向上的两端分别开设有沉头孔，所述沉头孔内设有将所述环形研磨板抵紧在所述圆弧面上的螺栓，所述螺栓穿过所述沉头孔并螺纹连接在所述圆弧面上。

3.根据权利要求1或2所述的碳刷弧面研磨工具，其特征在于，所述扇形支撑部呈扇形柱状结构，所述扇形支撑部的所述圆弧面与所述环形研磨板的结构相匹配。

4.根据权利要求3所述的碳刷弧面研磨工具，其特征在于，所述扇形支撑部的顶点及所述圆弧面的两端点均开设有定位孔，所述定位孔沿所述扇形支撑部所在圆的轴向延伸，所述固定机架上设有与各所述定位孔一一对应插接的定位杆，且所述定位杆上设有用于定位所述扇形支撑部的限位机构。

5.根据权利要求4所述的碳刷弧面研磨工具，其特征在于，所述固定机架上设有固定板，所述定位杆的一端固定在所述固定板上，另一端设有螺纹结构，所述限位机构为螺纹连接在所述定位杆上且抵紧所述扇形支撑部的限位螺母。

6.根据权利要求5所述的碳刷弧面研磨工具，其特征在于，对应所述圆弧面两端的所述定位杆可移动安装在所述固定机架上，且所述定位杆的移动方向沿所述扇形支撑部所在圆的径向，所述定位杆可更换安装有若干直径不同的所述扇形支撑部，各所述扇形支撑部分别配套有相应结构的所述环形研磨板。

7.根据权利要求6所述的碳刷弧面研磨工具，其特征在于，所述移动架上设有若干与其同步移动的伺服电动缸，所述伸缩驱动杆为所述伺服电动缸上的电动推杆，所述电动推杆沿所述扇形支撑部所在圆径向伸缩，所述碳刷夹具安装在所述电动推杆的伸出端。

8.根据权利要求7所述的碳刷弧面研磨工具，其特征在于，所述伺服电动缸上设有用于检测所述碳刷与所述环形研磨板之间抵接压力的压力传感器，所述压力传感器与所述电动推杆的驱动部电控连接。

9.根据权利要求8所述的碳刷弧面研磨工具，其特征在于，所述碳刷夹具包括夹具本体及套接在所述碳刷上的刷握，所述夹具本体上可拆卸连接有将所述刷握固定在其上的固定螺栓。

10.根据权利要求9所述的碳刷弧面研磨工具，其特征在于，所述扇形支撑部、所述环形研磨板及所述碳刷夹具沿水平方向排布，且所述环形研磨板及所述碳刷夹具之间位置处的下方对应设有接料口，所述接料口连通有用于负压吸引粉尘的吸尘管道。

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