CN109855586B - 转子外径检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子外径检测装置，包括：支撑机构，转子转动的设于所述支撑机构上；至少一对弹簧式测量机构，每对弹簧式测量机构中的两个弹簧式测量机构以转子的径向对称设置，且每对弹簧式测量机构中的两个弹簧式测量机构都与转子的外圆表面接触，转子转动带动每对弹簧式测量机构产生伸缩量；传感器，每对弹簧式测量机构上安装有传感器，传感器用于获取每对弹簧式测量机构的伸缩量并将伸缩量转换成外径数值。本发明相对现有技术中通过外径千分尺来手动检测转子外径可以减小测量误差，进而提高转子外径测量的精准度。

Description

转子外径检测装置

技术领域

本发明涉及转子测量技术领域，更具体地说是涉及一种转子外径检测装置。

背景技术

电机采用转子和定子配合的方式，转子外圆和定子内腔之间的间隙就关乎整机气隙大小，气隙越大，电机定子和转子之间的磁阻越大，电机将电能转换成机械能的转换率越低。转子表面存在锥度，电机整机气隙不均匀，导致电机转子出现受力不均匀情况，出现异常振动产生异常噪音，因此，转子的外径尺寸测量十分重要。

现有电机转子尺寸采用外径千分尺进行测量，采用外径千分尺测量转子的“上、中、下”三个位置，其测量方式采用测试人员手动固定转子，对整个转子的圆度没有监控，使得采用外径千分尺进行定位、测量会存在较大误差的情况，测量精准度低。另外，测量后需要对测量数据分析，现有的对转子外径进行测量后，根据标准，人工对单个测量数据进行对比判断，没有对数据进行***处理和数据分析，会存在人工误判，产生质量不可控情况，可靠性差。

发明内容

本发明要解决的目的是提供一种转子外径检测装置，以提高转子外径测量的精准度。

本发明的技术方案为：提供一种转子外径检测装置，包括：

支撑机构，转子转动的设于所述支撑机构上；

至少一对弹簧式测量机构，每对弹簧式测量机构中的两个弹簧式测量机构以所述转子的径向对称设置，且所述每对弹簧式测量机构中的两个弹簧式测量机构都与所述转子的外圆表面接触，所述转子转动带动所述每对弹簧式测量机构产生伸缩量；

传感器，所述每对弹簧式测量机构上安装有所述传感器，所述传感器用于获取所述每对弹簧式测量机构的伸缩量并将所述伸缩量转换成外径数值。

所述支撑机构包括相对且间隔设置的两个支撑座，每个支撑座上间隔设有两个滚轮，所述转子的轴向两端均设有一个与所述转子同轴的转子轴，一个转子轴置于一个支撑座上的两个滚轮上，所述转子位于两个支撑座之间。

所述转子外径检测装置还包括调节组件，所述调节组件包括安装在其中一个支撑座上的固定座和安装在所述固定座上的调节件，所述调节件与转子轴的端面相抵，且所述调节件可沿所述转子的轴向移动。

所述调节件为螺栓，所述螺栓与固定座螺纹连接。

所述转子外径检测装置还包括设于所述转子上方的用于驱动转子在支撑机构上转动的驱动机构。

所述驱动机构包括旋转驱动器和安装在所述旋转驱动器上的摩擦轮，所述摩擦轮的外缘与所述转子的外圆表面接触，所述摩擦轮通过旋转驱动器带动所述转子转动。

所述旋转驱动器为电机。

所述转子外径检测装置还包括下压机构，所述驱动机构与所述下压机构连接，通过所述下压机构使所述摩擦轮的外缘与所述转子的外圆表面接触。

所述下压机构包括安装座、下压驱动器、导轨、滑块和支架，所述下压驱动器和导轨固定在所述安装座上，所述滑块安装在导轨上，所述支架固定在滑块上并与下压驱动器连接，所述电机与支架固定连接，通过所述下压驱动器带动支架上下移动。

所述下压驱动器为液压缸，所述支架与液压缸的活塞杆连接。

所述转子外径检测装置还包括数据处理***，所述传感器将所述外径数值输送至所述数据处理***。

所述每对弹簧式测量机构中的一个弹簧式测量机构上安装有所述传感器，所述传感器获取所述每对弹簧式测量机构中的所述一个弹簧式测量机构的伸缩量。

所述弹簧式测量机构上设有测量杆，所述测量杆与所述转子的外圆表面接触。

每个弹簧式测量机构包括第一连接板、第二连接板、移动块、固定块和连接件，其中：

所述移动块具有第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，所述第三连接端和第四连接端垂直于所述第一连接端与第二连接端之间的连线；

所述固定块具有第五连接端、第六连接端和第七连接端，所述第七连接端垂直于所述第五连接端与第六连接端之间的连线；

所述第一连接板和第二连接板平行且间隔设置，且第一连接板靠近转子设置，所述移动块和固定块都设于第一连接板和第二连接板之间，且所述移动块位于固定块上方，所述测量杆固定在移动块上，所述第一连接端和第五连接端均与第一连接板固定连接，所述第二连接端和第六连接端均与第二连接板固定连接，所述连接件穿设在第七连接端和第三连接端中，所述第三连接端与第七连接端之间设有套在连接件上的弹簧，所述传感器固定在第二连接板上并与第四连接端接触。

所述测量杆包括测量杆本体和设于所述测量杆本体一端的测量块，所述测量块与所述转子的外圆表面接触，所述测量杆本体固定在所述弹簧式测量机构上。

所述测量块采用合金制成。

所述弹簧式测量机构还包括套管，所述套管包括套管本体和设于所述套管本体轴向一端的挡环，所述套管本体套在连接件上并位于第三连接端与第七连接端之间，所述挡环与第三连接端接触，所述弹簧套在套管本体上并位于挡环与第七连接端之间。

所述传感器为位移传感器。

本发明转子转动时带动每对弹簧式测产生伸缩量，并通过传感器获取每对弹簧式测量机构的伸缩量，传感器再将伸缩量转换成外径数值，从而通过该转子外径检测装置可以自动来检测转子外径，相对现有技术中通过外径千分尺来手动检测转子外径可以减小测量误差，进而提高转子外径测量的精准度。数据处理***将外径数值进行统计、分析，并形成SPC控制图和CPK，从而对测量过程的质量稳定性进行监控，及时发现测量过程中的变差，杜绝产品质量异常发生，提升可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例中转子外径检测装置的结构图。

图2为从图1中左侧看的结构图。

图3为图1中从上向下看的结构图。

图4为从图1中前侧看的结构图。

图5为本发明实施例中弹簧式测量机构的结构图。

图6为本发明实施例中支撑座的结构图。

图7为本发明实施例中转子安装在支撑结构上的示意图。

图8为本发明实施例中驱动机构与下压机构的架构图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明实施例中提出的转子外径检测装置，包括基座100、支撑机构、至少一对弹簧式测量机构和传感器500，本实施例中，转子外径检测装置具有两对弹簧式测量机构400。

支撑机构安装在基座100上，转子300转动的安装在支撑机构上。每对弹簧式测量机构400固定在基座100上，每对弹簧式测量机构中的两个弹簧式测量机构400以转子300的径向对称设置，且每对弹簧式测量机构中的两个弹簧式测量机构400都与转子300的外圆表面接触，转子300转动带动弹簧式测量机构400产生伸缩量。每对弹簧式测量机构上安装有传感器500，传感器500用于获取每对弹簧式测量机构的伸缩量并将该伸缩量转换成外径数值，实现转子外径测量。这样转子转动时带动每对弹簧式测产生伸缩量，并通过传感器获取每对弹簧式测量机构的伸缩量，传感器再将伸缩量转换成外径数值，从而通过该转子外径检测装置可以自动来检测转子外径，相对现有技术中通过外径千分尺来手动检测转子外径可以减小测量误差，进而提高转子外径测量的精准度。

本实施例中，每对弹簧式测量机构中的一个弹簧式测量机构400上安装有传感器500，传感器500获取每对弹簧式测量机构中的一个弹簧式测量机构400的伸缩量。传感器500为位移传感器，位移传感器与转子的轴向垂直。

本实施例中，其中一对弹簧式测量机构与转子轴向一端的端部的外圆表面接触，另外一对弹簧式测量机构与转子轴向另一端的端部的外圆表面接触，位移传感器的数量为两个，一个位移传感器安装在一对弹簧式测量机构上。

如图2和图3所示，弹簧式测量机构400上安装有测量杆800，测量杆800与转子300的外圆表面接触。本实施例中，测量杆800包括测量杆本体810和设于测量杆本体810一端的测量块820，测量块820与转子300的外圆表面接触，测量杆本体810固定在弹簧式测量机构400上，测量块820采用合金制成，通过测量块可以减少因转子表面有毛刺和油污而导致的误差，从而提高测量精度。

如图5所示，本实施例中，弹簧式测量机构模拟使用外径千分尺的测量方式，每个弹簧式测量机构包括第一连接板410、第二连接板420、移动块430、固定块440、连接件450和四个夹板401。移动块430具有第一连接端431、第二连接端432、第三连接端433和第四连接端434，第一连接端431与第二连接端432之间的连线与水平面平行并垂直于转子的中轴线，第三连接端433和第四连接端434垂直于第一连接端431与第二连接端432之间的连线。

固定块440具有第五连接端441、第六连接端442和第七连接端443，第五连接端441与第六连接端442之间的连线与水平面平行并垂直于转子的中轴线，第七连接端443垂直于第五连接端441与第六连接端442之间的连线。

第一连接板410上连接有两个夹板401，第二连接板420上连接有两个夹板401。第一连接板410和第二连接板420平行且间隔设置，第一连接板410靠近转子设置，第二连接板420远离转子设置，且第一连接板410和第二连接板420均沿竖向设置。移动块430和固定块440都设于第一连接板410和第二连接板420之间，且移动块430位于固定块440上方，测量杆固定在移动块430上。

第一连接端431与第一连接板410的上端固定连接，第五连接端441与第一连接板410的下端固定连接，第二连接端432与第二连接板420的上端固定连接，第六连接端442与第二连接板420的下端固定连接。连接件450为螺钉，连接件450穿设在第七连接端443和第三连接端433中，连接件450上套有弹簧460，且该弹簧460位于第三连接端433与第七连接端443之间，传感器500固定在第二连接板420上并与第四连接端434接触。

每对弹簧式测量机构中的两个弹簧式测量机构之间通过导杆490连接，该导杆490与传感器500连接，导杆490可以保证每对弹簧式测量机构中的两个弹簧式测量机构同轴，避免产生错位。

本实施例中，导杆490右端的端部穿设在右边的弹簧式测量机构的第一连接板410、第七连接端443、第四连接端434和第二连接板420中，导杆490左端的端部穿设在左边的弹簧式测量机构的第一连接板、第七连接端、第四连接端和第二连接板中，传感器500安装在右边的弹簧式测量机构的第二连接板420上并与导杆490的右端通过套环连接。

弹簧式测量机构还包括套管，套管包括套管本体471和设于套管本体471轴向一端的挡环472，套管本体471套在连接件450上并位于第三连接端433与第七连接端443之间，挡环472与第三连接端433接触，弹簧460套在套管本体471上并位于挡环472与第七连接端443之间。

测量转子外径之前，取标准转子样件放在支撑结构上，校准四个测量合金到正确的位置，然后，再取待测量转子放到支撑机构上，待测量转子在转动过程中会使得测量块产生位移，进而会带动测量杆产生位移，进而使得移动块产生位移，移动块产生位移就会使弹簧产生伸缩量，进而带动与第四连接端接触的位移传感器运动，从而获得弹簧的伸缩量，位移传感器再将伸缩量转换成外径数值。

如图1和图4所示，支撑机构包括相对且间隔设置的两个支撑座210。如图6所示，每个支撑座210上间隔设有两个滚轮212和一个缺口211，两个滚轮212位于缺口211两侧，缺口211呈V型。如图4和图7所示，转子300的轴向两端均设有一个与转子300同轴的转子轴310，一个转子轴310置于一个支撑座210上的两个滚轮212上，转子300位于两个支撑座210之间，转子300转动时带动滚轮212转动。

如图1所示，每个支撑座210可移动安装在基座100上，基座100上设有滑动组件，滑轨和安装在滑轨上的第一安装座，第一安装座可在滑轨上滑动。以调整两个支撑座210之间的间距。

如图7所示，转子外径检测装置还包括调节组件，调节组件包括安装在其中一个支撑座210上的固定座221和安装在固定座221上的调节件222，调节件222与转子轴310的端面相抵，且调节件222可沿转子300的轴向移动，调节件222沿转子300的轴向移动，进而推动转子沿其轴向移动，以使得转子在轴向方向上符合转子测试要求。

本实施例中，调节件222为螺栓，螺栓222与固定座221螺纹连接。

如图1所示，转子外径检测装置还包括设于转子300上方的用于驱动转子300在支撑机构上转动的驱动机构600，通过驱动机构驱动转子转动可以减少外力旋转导致的测试误差。

如图8所示，驱动机构包括旋转驱动器610和安装在旋转驱动器610上的摩擦轮620，参考图1，摩擦轮620的外缘与转子300的外圆表面接触，摩擦轮620通过旋转驱动器610带动转子300转动。

本实施例中，旋转驱动器610为电机，摩擦轮安装在电机的转轴上，电机驱动带动摩擦轮转动，进而带动转子转动。

如图1所示，转子外径检测装置还包括下压机构700，驱动机构600与下压机构700连接，通过下压机构700使摩擦轮620的外缘与转子300的外圆表面接触。

如图8所示，下压机构包括第二安装座、下压驱动器730、导轨740、滑块750和支架760，下压驱动器730为液压缸，第二安装座包括水平安装板710和竖直安装板720，水平安装板710与基座固定连接，竖直安装板720固定在水平安装板710上，液压缸730和导轨740固定在竖直安装板720的同一侧面上，滑块750安装在导轨740上，支架760安装在滑块750上并与液压缸730的活塞杆连接，电机610与支架760固定连接。液压缸的活塞杆向下伸出，带动支架向下移动，进而带动摩擦轮与转子的外圆表面充分接触。

该转子外径检测装置还包括固定在水平安装板710上的限位缓冲器780，限位缓冲器用于限制液压缸向下的行程。

如图1，本实施例中，基座100上设有立柱110，水平安装板710固定在立柱110上。

如图8所示，支架760包括一字形板761和L型板762，一字形板761固定在滑块750上，L型板762的其中一个直臂与一字形板761固定连接，L型板762的另外一个直臂与电机610固定连接，一字形板761上设有连接块770，液压缸730的活塞杆与连接块770连接。

转子外径检测装置还包括数据处理***，传感器将所述外径数值输送至数据处理***，数据处理***可以为微机测微仪，数据处理***将外径数值进行统计、分析，并形成SPC控制图，从而对测量过程的质量稳定性进行监控，及时发现测量过程中的变差，杜绝产品质量异常发生，提升可靠性。

本发明中测量转子外径的过程为：取待测量转子放在机构上，调整测量杆使得测量块与待测量转子的外圆表面充分接触，再调整螺栓，使轴向方向符合转子测试要求；手动移动下压机构，使摩擦轮与待测量转子的外圆表面充分接触，同时调整限位缓冲器，以控制下压驱动器行程；再取标准转子样件放在支撑机构上，通过数据处理***，在触摸屏上校准4个测量块到位置正确；以上动作完成后，取待测量转子放在支撑机构上，按下启动开关，下压机构向下移动，当摩擦轮与待测量转子的外圆表面接触时，电机开始带动摩擦轮匀速转动（当转子与摩擦轮之间的摩擦力大于转子受到的向下的压力时，转子将在摩擦轮的带动下匀速转动）；测量块在转子匀速转动过程中与转子表面接触并转动带动弹簧式测量机构产生伸缩量，传感器获取弹簧式测量机构的伸缩量并将伸缩量转换成外径数值实现转子外径测量（测量完成）；当1个转子测量完成后，进行下一个转子测量。

该转子外径检测装置可以通用于转子外径在标准样件±10mm间不同叠厚的所有型号，径向尺寸可以通过调节测量杆对转子外径大小进行调节，轴向尺寸可以通过调节组件对转子叠厚进行调节。

本发明的转子外径检测装置具有手动定位，校对标准件，自动采样测量，对测量结果进行自动分判定合格与不合格等功能，该转子外径检测装置具有SPC统计、超差报警、故障自诊断、提示及保护等功能，是柔性化程度高，测量精度高，性能优越的综合电子测量仪。

以上的具体实施例仅用以举例说明本发明的构思，本领域的普通技术人员在本发明的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种转子外径检测装置，其特征在于，包括：

支撑机构，转子转动的设于所述支撑机构上；

至少一对弹簧式测量机构，每对弹簧式测量机构中的两个弹簧式测量机构以所述转子的径向对称设置，且所述每对弹簧式测量机构中的两个弹簧式测量机构都与所述转子的外圆表面接触，所述转子转动带动所述每对弹簧式测量机构产生伸缩量；

传感器，所述每对弹簧式测量机构上安装有所述传感器，所述传感器用于获取所述每对弹簧式测量机构的伸缩量并将所述伸缩量转换成外径数值；

每个弹簧式测量机构包括第一连接板、第二连接板、移动块、固定块和连接件，所述弹簧式测量机构上设有测量杆，所述测量杆与所述转子的外圆表面接触，其中：

所述移动块具有第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，所述第三连接端和第四连接端垂直于所述第一连接端与第二连接端之间的连线；

所述固定块具有第五连接端、第六连接端和第七连接端，所述第七连接端垂直于所述第五连接端与第六连接端之间的连线；

所述第一连接板和第二连接板平行且间隔设置，且第一连接板靠近转子设置，所述移动块和固定块都设于第一连接板和第二连接板之间，且所述移动块位于固定块上方，所述测量杆固定在移动块上，所述第一连接端和第五连接端均与第一连接板固定连接，所述第二连接端和第六连接端均与第二连接板固定连接，所述连接件穿设在第七连接端和第三连接端中，所述第三连接端与第七连接端之间设有套在连接件上的弹簧，所述传感器固定在第二连接板上并与第四连接端接触。

2.根据权利要求1所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述支撑机构包括相对且间隔设置的两个支撑座，每个支撑座上间隔设有两个滚轮，所述转子的轴向两端均设有一个与所述转子同轴的转子轴，一个转子轴置于一个支撑座上的两个滚轮上，所述转子位于两个支撑座之间。

3.根据权利要求2所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述转子外径检测装置还包括调节组件，所述调节组件包括安装在其中一个支撑座上的固定座和安装在所述固定座上的调节件，所述调节件与转子轴的端面相抵，且所述调节件可沿所述转子的轴向移动。

4.根据权利要求3所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述调节件为螺栓，所述螺栓与固定座螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述转子外径检测装置还包括设于所述转子上方的用于驱动转子在支撑机构上转动的驱动机构。

6.根据权利要求5所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述驱动机构包括旋转驱动器和安装在所述旋转驱动器上的摩擦轮，所述摩擦轮的外缘与所述转子的外圆表面接触，所述摩擦轮通过旋转驱动器带动所述转子转动。

7.根据权利要求6所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述旋转驱动器为电机。

8.根据权利要求7所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述转子外径检测装置还包括下压机构，所述驱动机构与所述下压机构连接，通过所述下压机构使所述摩擦轮的外缘与所述转子的外圆表面接触。

9.根据权利要求8所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述下压机构包括安装座、下压驱动器、导轨、滑块和支架，所述下压驱动器和导轨固定在所述安装座上，所述滑块安装在导轨上，所述支架固定在滑块上并与下压驱动器连接，所述电机与支架固定连接，通过所述下压驱动器带动支架上下移动。

10.根据权利要求9所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述下压驱动器为液压缸，所述支架与液压缸的活塞杆连接。

11.根据权利要求1所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述转子外径检测装置还包括数据处理***，所述传感器将所述外径数值输送至所述数据处理***。

12.根据权利要求1所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述每对弹簧式测量机构中的一个弹簧式测量机构上安装有所述传感器，所述传感器获取所述每对弹簧式测量机构中的所述一个弹簧式测量机构的伸缩量。

13.根据权利要求1所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述测量杆包括测量杆本体和设于所述测量杆本体一端的测量块，所述测量块与所述转子的外圆表面接触，所述测量杆本体固定在所述弹簧式测量机构上。

14.根据权利要求13所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述测量块采用合金制成。

15.根据权利要求1所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述弹簧式测量机构还包括套管，所述套管包括套管本体和设于所述套管本体轴向一端的挡环，所述套管本体套在连接件上并位于第三连接端与第七连接端之间，所述挡环与第三连接端接触，所述弹簧套在套管本体上并位于挡环与第七连接端之间。

16.根据权利要求1所述的转子外径检测装置，其特征在于，所述传感器为位移传感器。

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