CN114441963A - 用于电机自动测试的转台结构 - Google Patents
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Abstract
发明涉及用于电机自动测试的转台结构,包括:安装架,其内设有中心轴;扭矩传感器,其穿设在中心轴上,其右端固定在安装架上;旋转变压器,其也穿在中心轴上,其固定在扭矩传感器的左端面上;弹簧加压制动器,其左端设置在安装架上;所述的安装架,其右端面安装有电机,中心轴与电机的安装孔适配安装;所述的中心轴安装有受力盘;弹簧加压制动器对受力盘产生轴向的压力,从而让受力盘受到摩擦力,最终让中心轴产生负载。安装架的右侧面还设置有轴向位置调节单元。本发明达到的有益效果是:测量精度高、能自动调节同轴度、能够在柔性调节后实现刚性支撑的。
Description
技术领域
本发明涉及电机性能测量技术领域,特别是用于电机自动测试的转台结构。
背景技术
电机在测量扭矩等性能过程中,通常是利用联轴器将电机的转轴与扭矩传感器的轴相连,还将扭矩传感器的轴与负载相连。
但是这种多个联轴器设置的方式,使得整个测量安装结构的轴向长度很长,轴的同轴度稍微不精准,就会影响测量结果。另外,用联轴器连接的方式,本身就不能保证同轴度。
同轴度影响的原理是:当同轴度不佳,使得电机的极对数对电机转轴的作用力会发生变化,电机不是处于良好的运行状态,测量得到的也是不良状态下的电机性能,使得测量结果不准确。
基于此,本方案设计新型的测试结构,主要用于电机的测量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供测量精度高、能自动调节同轴度、能够在柔性调节后实现刚性支撑的用于电机自动测试的转台结构。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:用于电机自动测试的转台结构,包括:
安装架,其内设有中心轴;
扭矩传感器,其穿设在中心轴上,其右端固定在安装架上;
旋转变压器,其也穿在中心轴上,其固定在扭矩传感器的左端面上;
弹簧加压制动器,其左端设置在安装架上;
所述的安装架,其右端面安装有电机,中心轴与电机的安装孔适配安装;
所述的中心轴安装有受力盘;弹簧加压制动器对受力盘产生轴向的压力,从而让受力盘受到摩擦力,最终让中心轴产生负载。
优选地,所述的安装架,包括中心筒及其两端的左端盖、右端盖;
所述的左端盖将弹簧加压制动器、旋转变压器、扭矩传感器沿轴向压在右端盖上;
所述的右端盖上开有中心孔,中心轴从该中心孔穿过后与电机的安装孔适配安装。
进一步地,所述的右端盖与中心轴通过轴承配合;
所述的右端盖的中心孔为阶梯孔,中心轴为阶梯轴,相应轴承的两端分别抵在中心孔的阶梯处、中心轴的阶梯处。
优选地,所述的弹簧加压制动器,包括基块、压盘、转动组件;
压盘,其能轴向滑动,其贴在受力盘的左侧面上,其通过滑杆安装在旋转变压器上;
基块,能左右滑动地套设在中心轴上,其右端面处开有多个深孔,深孔内设置有弹簧,弹簧在弹性力的作用下抵在压盘的左侧面上;
转动组件包括左板、右板和滚珠;左板和右板套设在中心轴上且两者之间设有滚珠;左板被压在左端盖的内壁处,右板被压在基块的左侧面上。
优选地,还包括多个轴向位置调节单元;
多个轴向位置调节单元布设在安装架的右端面内;
所述的轴向位置调节单元,包括基筒;基筒的左右端分别通过左挤压囊、右膨胀囊封堵,其内装有液态金属;
通过挤压左膨胀囊,让液体金属大量集中在右膨胀囊处,让膨胀囊胀大;右膨胀囊后抵在电机的端面上,从而调节该处电机的轴向位置;
多个轴向位置调节单元共同作用时,能调节电机的同轴度。
进一步地,所述的轴向位置调节单元,在基筒外套设冷却腔体;
冷却腔体与冷源相连;
在常温下,液态金属呈液态,此时通过挤压左挤压囊让液态金属集中在右膨胀囊处,进行电机同轴度的调节;
通过向冷却腔体内通入冷媒,冷媒将液态金属降温至5℃以下,让液态金属处于固态,让电机受到良好的调节力。
更进一步地,所述的中心轴上设置有多个压力感应片,中心轴与电机的安装孔之间设有压力感应片;当中心轴上同一母线上的压力感应片的压力值趋于接近时,说明中心轴与电机的安装孔基本处于同轴状态。
再进一步地,所述的多个轴向位置调节单元安装在压块的右端面上;安装架的右端面处开有与压块适配的凹陷腔,压块经过缝螺钉固定在安装架上。
再进一步地,所述的压块内开有气体腔;轴向位置调节单元安装在压块上时,将气体腔封堵;轴向位置调节单元安装后,左挤压囊内位于气体腔内;当向气体腔通入高压气体时,能让左挤压囊形成挤压。
再进一步地,所述的气体腔通过气管与气源相连;冷却腔体通过冷媒管与冷源相连;所述的压块上开有将气管引出的槽A;所述的压块上开有将冷媒管引出的槽B;所述的右端盖上,开有供气管、冷媒管一起引出的槽C。
本发明具有以下优点:
不采用联轴器连接电机的转轴和测量转轴,而是让电机的转轴与测量转轴变为同一个轴,即中心轴,避免了联轴器连接时带来的误差;
通过设置安装架,将弹簧加压制动器、旋转变压器、扭矩传感器挤压地安装在一起,能有效降低整个测量机构的长度,即便有轻微的同轴度误差,测量后也能得到较高精度的数据;
轴向位置调节单元以及压力感应片的设置,通过多轴向位置调节单元来调节电机端面与右端盖的间隙大小;多个轴向位置调节单元的结合,实现同轴度的调节;
并且压力感应片、轴向位置调节单元均与控制面板相连,实现同轴度的自动调节,简单方便;
利用液态金属常温下呈液体,在5℃以下呈固态的特性;在常温下,调节轴向位置调节单元,让电机端面与右端盖的间隙为柔性支撑;当将液态金属降温至5℃以下后,实现电机端面与右端盖的间隙的刚性支撑,保证调节后的牢靠性;保证在测量时的同轴度;
通过挤压液态金属,来实现同轴度的调节;让液态金属在不同温度下从液态到固态的转变方式,提供刚性支撑;这种同轴度调节方式非常简单、方便;
此外,通过液态金属、多个压力感应片的方式来调节同轴度,不仅调节简单,而且相比于人工手动凭感觉调节同轴度的方式、或者普通机械结构调节同轴度的方式,本方案调节后的同轴度精度很高,非常有利于电机性能的准确测量;
另外,在选用液态金属时,应选取从液态到固态的转变过程中膨胀系数变化不大的液态金属,保证液态金属在状态发生变化时,对同轴度的影响可以忽略;
轴向位置调节单元的结构简单,原理巧妙。
附图说明
图1 为本发明未安装轴向位置调节单元的结构示意图;
图2 为本发明在弹簧加压制动器处的结构示意图;
图3 为本发明安装轴向位置调节单元的结构示意图;
图4 为图3的局部放大图;
图5 为压块与轴向位置调节单元之间设置的结构示意图;
图6 为轴向位置调节单元的结构示意图;
图7 为压块、右端盖、轴向位置调节单元之间设置的结构示意图;
图8 为压块、右端盖上开设槽A、槽B、槽C的结构示意图;
图中:1-中心轴,2-扭矩传感器,3-旋转变压器,4-弹簧加压制动器,401-基块,402-压盘,403-转动组件,404-滑杆,405-弹簧,5-电机,6-受力盘;
11-安装架,1101-中心筒,1102-左端盖,1103-右端盖;
20-轴向位置调节单元,21-基筒,22-左挤压囊,23-右膨胀囊,24-冷却腔体,25-压块,2501-气体腔,26-槽A,27-槽B,28-槽C。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1和图2所示,用于电机自动测试的转台结构,包括安装架11、扭矩传感器2、旋转变压器3、弹簧加压制动器4;
其中,安装架11,包括中心筒1101及其两端的左端盖1102、右端盖1103;在中心筒1101内,沿轴向设有有中心轴1,中心轴从左至右依次穿有弹簧加压制动器4、受力盘6、旋转变压器3,扭矩传感器2;
其中,扭矩传感器2,其右端固定在安装架11上;旋转变压器3,固定在扭矩传感器2的左端面上;弹簧加压制动器4,其左端设置在安装架11上;即左端盖1102将弹簧加压制动器4、旋转变压器3、扭矩传感器2沿轴向压在右端盖1103上;
其中,右端盖1103上开有中心孔,中心轴1从该中心孔穿过后与电机5的安装孔适配安装。
本方案中,弹簧加压制动器4对受力盘6产生轴向的压力,从而让受力盘6受到摩擦力,最终让中心轴1产生负载,从而实现电机5关于扭矩、转角的测量。
本实施例中,右端盖1103的中心孔为阶梯孔,中心轴1为阶梯轴;右端盖1103与中心轴1通过轴承配合;相应轴承的两端分别抵在中心孔的阶梯处、中心轴1的阶梯处。
本实施例中,如图2所示,弹簧加压制动器4,包括基块401、压盘402、转动组件403;其中,压盘402能轴向滑动,其贴在受力盘6的左侧面上,其通过滑杆404安装在旋转变压器3上;基块401,能左右滑动地套设在中心轴1上,其右端面处开有多个深孔,深孔内设置有弹簧405,弹簧405在弹性力的作用下抵在压盘402的左侧面上;转动组件403包括左板、右板和滚珠;左板和右板套设在中心轴1上且两者之间设有滚珠;左板被压在左端盖1102的内壁处,右板被压在基块401的左侧面上。
可选地,如图3~图8所示,用于电机自动测试的转台结构,还包括多个轴向位置调节单元20。
在右端盖1103的右端面上,还设置有多个轴向位置调节单元20;多个轴向位置调节单元20抵在电机5的左端面上,调节右端盖1103与电机5之间的间隙大小,从而调节电机5和中心轴1的同轴度。
具体地,如图2~图6所示,轴向位置调节单元20,包括基筒21;基筒21的左右端分别通过左挤压囊22、右膨胀囊23封堵,其内装有液态金属。
当需要进行同轴度调节时,通过挤压左膨胀囊22,让液体金属大量集中在右膨胀囊23处,让膨胀囊23胀大;右膨胀囊23后抵在电机5的端面上,从而调节该处电机5的轴向位置;多个轴向位置调节单元20共同作用时,能调节电机5的同轴度。
本实施例中,在基筒21外套设冷却腔体24;冷却腔体24与冷源相连;在常温下,液态金属呈液态,此时通过挤压左挤压囊22让液态金属集中在右膨胀囊处23,进行电机5同轴度的调节;通过向冷却腔体24内通入冷媒,冷媒将液态金属降温至5℃以下,让液态金属处于固态,让电机5受到良好的调节力。
本实施例中,在中心轴1上设置有多个压力感应片,中心轴1与电机5的安装孔之间设有压力感应片;当中心轴1上同一母线上的压力感应片的压力值趋于接近时,说明中心轴1与电机5的安装孔基本处于同轴状态。
需要说明的是,中心轴1的柱面上具有多条母线,选取一些母线,在每一条母线上沿平行轴向方向设置多个压力感应片。在评价同轴度时,主要是评价同一母线上压力感应片的值是否趋于一致。
进一步地,多个轴向位置调节单元20安装在压块25的右端面上;安装架11的右端面处开有与压块25适配的凹陷腔,压块25经过缝螺钉固定在安装架11上。
更进一步地,所述的压块25内开有气体腔2501;轴向位置调节单元20安装在压块25上时,将气体腔2501封堵;轴向位置调节单元20安装后,左挤压囊22内位于气体腔2501内;当向气体腔2501通入高压气体时,能让左挤压囊22形成挤压。
如图7和图8所示,再进一步地,气体腔2501通过气管与气源相连;冷却腔体24通过冷媒管与冷源相连;压块25上开有将气管引出的槽A26;所述的压块25上开有将冷媒管引出的槽B27;右端盖1103上,开有供气管、冷媒管一起引出的槽C28。冷却腔体24上开有用于进冷媒和排冷媒的冷媒接口。
需要说明的是,压力感应片、轴向位置调节单元、冷媒的控制开关,均与控制面板相连。
进行同轴度调节时:
如果中心轴1上,同一母线上的压力感应片,一端压力值大而另一端压力值小,说明中心轴在中心线-该母线的平面上翘起了;
以图3的视角进行讲解,如果中心轴1最靠近人胸口的母线位置上,处于左端位置的压力感应片检测到的值大,而右端位置的压力感应片检测到的值小,说明在水平面内,中心轴1的左端向前、而右端向后有位移;那么将右端盖1103上靠近胸前部分的轴向位置调节单元20,让其向右膨胀的量减小;同时让右端盖1103上远离胸前部分的轴向位置调节单元20,让其向右膨胀的量增大;就能实现调整;
调节轴向位置调节单元20向右的膨胀量,通过向压块25的气体腔2501内通入高压气体,高压气体对左挤压囊22产生挤压,从而通过液态金属让右膨胀囊23发生膨胀;其膨胀后,能调节该处右端盖1103与电机5之间的间隙大小;
当调节好后,所有压力感应片的值趋于大小一致时,通过控制冷媒,对冷却腔体24通入冷媒,冷媒携带的冷量对液态金属降温,使液态金属的温度低于5℃而凝固,从而保证了右端盖1103与电机5之间的间隙为刚性支撑;
调节完成后,即可进行电机5相应的性能测量。
需要说明的时,本方案比较适用于力矩电机的性能测试,但也适用于其他电机的性能测量。
上述实施例仅表达了较为优选的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.用于电机自动测试的转台结构,其特征在于:包括:
安装架(11),其内设有中心轴(1);
扭矩传感器(2),其穿设在中心轴(1)上,其右端固定在安装架(11)上;
旋转变压器(3),其也穿在中心轴(1)上,其固定在扭矩传感器(2)的左端面上;
弹簧加压制动器(4),其左端设置在安装架(11)上;
所述的安装架(11),其右端面安装有电机(5),中心轴(1)与电机(5)的安装孔适配安装;
所述的中心轴(1)安装有受力盘(6);弹簧加压制动器(4)对受力盘(6)产生轴向的压力,从而让受力盘(6)受到摩擦力,最终让中心轴(1)产生负载。
2.根据权利要求1所述的用于电机自动测试的转台结构,其特征在于:所述的安装架(11),包括中心筒(1101)及其两端的左端盖(1102)、右端盖(1103);
所述的左端盖(1102)将弹簧加压制动器(4)、旋转变压器(3)、扭矩传感器(2)沿轴向压在右端盖(1103)上;
所述的右端盖(1103)上开有中心孔,中心轴(1)从该中心孔穿过后与电机(5)的安装孔适配安装。
3.根据权利要求2所述的用于电机自动测试的转台结构,其特征在于:所述的右端盖(1103)与中心轴(1)通过轴承配合;
所述的右端盖(1103)的中心孔为阶梯孔,中心轴(1)为阶梯轴,相应轴承的两端分别抵在该中心孔的阶梯处、中心轴(1)的阶梯处。
4.根据权利要求1所述的用于电机自动测试的转台结构,其特征在于:所述的弹簧加压制动器(4),包括基块(401)、压盘(402)、转动组件(403);
压盘(402),其能轴向滑动,其贴在受力盘(6)的左侧面上,其通过滑杆(404)安装在旋转变压器(3)上;
基块(401),能左右滑动地套设在中心轴(1)上,其右端面处开有多个深孔,深孔内设置有弹簧(405),弹簧(405)在弹性力的作用下抵在压盘(402)的左侧面上;
转动组件(403)包括左板、右板和滚珠;左板和右板套设在中心轴(1)上且两者之间设有滚珠;左板被压在左端盖(1102)的内壁处,右板被压在基块(401)的左侧面上。
5.根据权利要求1所述的用于电机自动测试的转台结构,其特征在于:还包括多个轴向位置调节单元(20);
多个轴向位置调节单元(20)布设在安装架(11)的右端面内;
所述的轴向位置调节单元(20),包括基筒(21);基筒(21)的左右端分别通过左挤压囊(22)、右膨胀囊(23)封堵,其内装有液态金属;
通过挤压左膨胀囊(22),让液体金属大量集中在右膨胀囊(23)处,让膨胀囊(23)胀大;右膨胀囊(23)后抵在电机(5)的端面上,从而调节该处电机(5)的轴向位置;
多个轴向位置调节单元(20)共同作用时,能调节电机(5)的同轴度。
6.根据权利要求5所述的用于电机自动测试的转台结构,其特征在于:所述的轴向位置调节单元(20),在基筒(21)外套设冷却腔体(24);
冷却腔体(24)与冷源相连;
在常温下,液态金属呈液态,此时通过挤压左挤压囊(22)让液态金属集中在右膨胀囊处(23),进行电机(5)同轴度的调节;
通过向冷却腔体(24)内通入冷媒,冷媒将液态金属降温至5℃以下,让液态金属处于固态,让电机(5)受到良好的调节力。
7.根据权利要求6所述的用于电机自动测试的转台结构,其特征在于:所述的中心轴(1)上设置有多个压力感应片,中心轴(1)与电机(5)的安装孔之间设有压力感应片;
当中心轴(1)上同一母线上的压力感应片的压力值趋于接近时,说明中心轴(1)与电机(5)的安装孔基本处于同轴状态。
8.根据权利要求7所述的用于电机自动测试的转台结构,其特征在于:所述的多个轴向位置调节单元(20)安装在压块(25)的右端面上;
安装架(11)的右端面处开有与压块(25)适配的凹陷腔,压块(25)经过缝螺钉固定在安装架(11)上。
9.根据权利要求8所述的用于电机自动测试的转台结构,其特征在于:所述的压块(25)内开有气体腔(2501);
轴向位置调节单元(20)安装在压块(25)上时,将气体腔(2501)封堵;
轴向位置调节单元(20)安装后,左挤压囊(22)内位于气体腔(2501)内;
当向气体腔(2501)通入高压气体时,能让左挤压囊(22)形成挤压。
10.根据权利要求9所述的用于电机自动测试的转台结构,其特征在于:所述的气体腔(2501)通过气管与气源相连;
冷却腔体(24)通过冷媒管与冷源相连;
所述的压块(25)上开有将气管引出的槽A(26);
所述的压块(25)上开有将冷媒管引出的槽B(27);
所述的右端盖(1103)上,开有供气管、冷媒管一起引出的槽C(28)。
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