一种驱动电机的油封测试装置及装配、测试方法

技术领域

本发明涉及密封件测试领域，特别涉及一种驱动电机的油封测试装置及装配、测试方法。

背景技术

当前，我国正坚持推进电动汽车的积极发展，电动汽车的节能环保浪潮已经势不可挡。驱动电机作为电动汽车的核心“三电系统”之一，正朝着功率密度高、更高效率、更高转速、更高可靠性以及更低成本的方向发展。而更高转速的电机，则对电机的油封提出了更高要求的挑战。驱动电机的油封安装在电机的输出转子轴和端盖之间，且与转子轴和端盖都紧密配合，起到阻止电机外界的水、泥沙等杂物进入电机的作用，且必须满足IP67的密封效果。但由于电机转动使得电机的转子轴与油封的唇口必然会发生摩擦而产生热量。其热量大小与电机转速、电机运转时间、转子轴粗糙度、油封唇口尺寸、油封和转子轴间是否有润滑油以及同心度情况等因素都相关。因此，在研发设计驱动电机的初期样件阶段，就需要对油封的可行性进行充分的测试验证。

现有技术中，对油封的测试验证基本采用将油封安装在驱动电机的转子轴上，再将驱动电机安装在测试台架上的方法。测试过程中，可根据电机的不同转速工况进行运转，并记录油封的实时温度，观察油封是否发生异常。运转完毕后，需要测试电机的整机气密，根据泄漏量判断测试后的油封是否还能满足IP67的密封效果。

而上述现有技术存在的缺陷如下：一方面，在测试前后都需要对台架进行安装和拆卸具有一定重量的驱动电机，增加了搭建台架的工作量，使得测试效率低；另一方面，在油封测试中，油封唇口容易对转子轴表面产生摩擦损伤，导致试验后的电机转子轴不能重新使用，需对转子轴进行更换，不仅增加了转子轴的更换工作量，还可能在更换过程中对转子铁芯、轴承等核心零部件造成损伤，增加测试成本。

发明内容

为解决上述现有技术存在油封测试工作效率低的技术问题，本发明提供了一种驱动电机的油封测试装置，包括油封测试工件、与油封测试工件连接的驱动电机以及与驱动电机固定连接的台架；所述油封测试工件包括工件底座，所述工件底座设置有第一容置腔，所述第一容置腔通过轴承固定连接有测试轴，所述工件底座还设置有第二容置腔，用于放置与所述测试轴配合的待测油封。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述测试轴上还依次套设有与轴承外圈抵接的轴承挡环和卡簧。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述测试轴的端部为外花键，所述驱动电机的转子轴端部设置有与外花键配合的内花键，所述测试轴与驱动电机通过内外花键可拆卸连接。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述工件底座通过若干螺栓与驱动电机的前端盖固定连接。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述工件底座与驱动电机连接的一端设置有底座止口，所述底座止口与前端盖止口相嵌合。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述工件底座设置有若干加强筋。

在上述技术方案的基础上，进一步地，还包括在测试油封气密性时安装在油封测试工件上的气密组件。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述气密组件包括与工件底座密封连接的工件盖板，所述工件盖板上设置有充气接头，所述充气接头通过充气管道外接有气密测试仪。

本发明还提供一种如上所述的驱动电机油封测试装置的装配方法，包括以下步骤：

S10、轴承通过热套工艺安装在测试轴上；

S20、待轴承冷却后，将测试轴与轴承一并套入工装底座内；

S30、依次向测试轴上安装轴承挡环和卡簧；

S40、将安装好的油封测试工件套入待测油封，与气密组件连接，用于测试油封的气密性；与驱动电机连接，用于测试油封实际工况下的各项性能。

本发明还提供一种采用如上所述的驱动电机油封测试装置的测试方法，还包括以下测试步骤：

S100、将待测试的油封安装入油封测试工件后，安装上气密组件，通过外接气密测试仪，根据气密测试条件进行测试，并读取最终泄漏量以测试油封的气密性；

S200、将气密组件拆卸后，把油封测试工件安装在台架的驱动电机上，通过控制器控制不同工况下驱动电机的转速，并通过温度传感器记录测得的油封实时温度，观察油封是否发生异常；

S300、将测试完成的油封测试工件从台架的驱动电机上拆卸下来，再重新安装上气密组件，再次通过外接气密测试仪，测试油封的气密性是否满足标准。

本发明提供的油封测试装置与现有技术相比，具有以下优点：将现有技术中驱动电机对油封的测试精确转化为油封测试工件对油封的测试，其设计简便，重量轻，容易操作，大大降低对核心贵重测试零部件的更换难度，避免了对驱动电机和台架的多次拆卸和安装动作，减少了工作量，特别是对于油封的样品数较多时，能够极大提高测试的工作效率和降低测试的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明提供的驱动电机油封测试装置的立体图；

图2为油封测试工件的剖视图；

图3为油封测试工件与驱动电机连接的剖视图；

图4为工件底座的俯视图；

图5为图四中A-A的剖视图；

图6为工件底座与气密组件连接的立体图；

图7为工件底座与气密组件连接的剖视图；

图8为本发明提供的驱动电机油封测试装置的流程图。

附图标记：

100油封测试工件 200驱动电机 300台架

110工件底座 111第一容置腔 120轴承

130测试轴 112第二容置腔 400待测油封

140轴承挡环 150卡簧 113底座止口

114加强筋 500气密组件 510工件盖板

520充气接头 115卡簧安装位 116第三容置腔

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明提供一种驱动电机的油封测试装置，包括油封测试工件100、与油封测试工件100连接的驱动电机200以及与驱动电机200固定连接的台架300；所述油封测试工件100包括工件底座110，所述工件底座110设置有第一容置腔111，所述第一容置腔111通过轴承120固定连接有测试轴130，所述工件底座110还设置有第二容置腔112，用于放置与所述测试轴130配合的待测油封400。

具体实施时，如图1～5所示，所述油封测试装置包括油封测试工件100、驱动电机200、台架300，其中，驱动电机200与台架300通过若干均匀分布的螺栓固定连接，所述台架300底部还设置有通孔，用于与桌面或其他机架连接。所述油封测试工件100包括工件底座110，所述工件底座110内设置有第一容置腔111，用于安装轴承120以及穿设于轴承120内的测试轴130，较佳地，所述轴承120为两个深沟球轴承，两个深沟球轴承之间通过测试轴130的轴肩分隔。所述工件底座110还设置有与第一容置腔111同轴且贯通的第二容置腔112，所述第二容置腔112用于放置套设在测试轴130上的待测油封400，作为一种优选方案，所述第二容置腔112的尺寸公差与驱动电机200前端盖用于放置油封的油封位尺寸公差一致；同样，用于套设待测油封400的测试轴130的轴段与驱动电机200转子轴中用于套设油封的轴段尺寸公差一致；通过上述发明构思，能够确保测试工件100的油封测试环境与驱动电机200的油封工作环境一致，使其更符合实际工况需求，从而确保测试结果的可靠性和准确性。

本发明提供的油封测试装置，将现有技术中驱动电机对油封的测试精确转化为油封测试工件对油封的测试，其设计简便，重量轻，容易操作，大大降低对核心贵重测试零部件的更换难度，避免了对驱动电机和台架的多次拆卸和安装动作，减少了工作量，特别是对于油封的样品数较多时，能够极大提高测试的工作效率和降低测试的成本。

优选地，所述测试轴130上还依次套设有与轴承120外圈抵接的轴承挡环140和卡簧150。

具体实施时，如图2、5所示，所述工件底座110内部设置有第一容置腔111，所述第一容置腔111一端与第二容置腔112贯通，另一端与卡簧安装位115贯通。所述测试轴130在位于卡簧安装位115一侧依次套设有与轴承120外圈抵接的轴承挡环140和卡簧150。由于卡簧安装位115与轴承120有一定距离，因此，所述轴承挡环140的作用为避免卡簧150安装时与测试轴130发生干涉。而所述卡簧150的作用为固定轴承120的外圈，用于限制测试轴130在运转过程中的轴向运动。

优选地，所述测试轴130的端部为外花键，所述驱动电机200的转子轴端部设置有与外花键配合的内花键，所述测试轴130与驱动电机200通过内外花键可拆卸连接。

具体实施时，如图3、5所示，所述工装底座110还设置有第三容置腔116，所述第三容置腔116用于容置测试轴130与驱动电机200的轴配合，所述测试轴130的端部为外花键，所述外花键的结构面可以是渐开线形状的结构，也可以是矩形的结构。所述驱动电机200的转子轴端部设置有与外花键配合的内花键，所述测试轴130与驱动电机200通过内外花键可拆卸连接用于传递扭矩，精确地实现测试轴130与转子轴的同步转动，使得测试轴130的测试运转工况与驱动电机200的转子轴运转工况保持一致，从而将驱动电机200对油封的测试更为精确地转化为油封测试工件对待测油封400的测试，能够降低对核心测试零部件(例如油封、转子轴)的更换难度和工作量以及减少了驱动电机核心贵重物料的浪费，也进一步确保测试结果的可靠性和准确性。

优选地，所述工件底座110通过若干螺栓与驱动电机200的前端盖固定连接。

具体实施时，如图3所示，所述工件底座110一端设置有凸台用于开设若干均匀分布的通孔，所述驱动电机200的前端盖开设有与通孔匹配的螺纹孔，螺栓通过通孔和螺纹孔配合，将工件底座110与驱动电机200固定连接。

优选地，所述工件底座110与驱动电机200连接的一端设置有底座止口113，所述底座止口113与前端盖止口相嵌合。

具体实施时，如图3、5所示，为了进一步保证油封测试工件100的测试轴130轴心与驱动电机200的转子轴轴心偏移量更小，所述工件底座110与驱动电机200连接的一端设置有底座止口113，所述底座止口113与前端盖止口通过一定精度的公差配合相嵌合，从而更进一步提高测试轴与转子轴的同轴精确度。

优选地，所述工件底座110设置有若干加强筋114。

具体实施时，如图5所示，与所述驱动电机200连接的工件底座110位置设置有若干加强筋114，用于加强工件底座110的强度。

优选地，还包括在测试油封气密性时安装在油封测试工件100上的气密组件500。

具体实施时，油封除了测试其运行状况外，还需要测试其是否满足IP67的密封效果，现有技术是对驱动电机的整机进行气密测试从而知晓油封是否满足要求，其存在的缺陷在于变量较多，并不能确定油封是唯一的泄露位置，也可能是驱动电机的其他部位发生气密性泄露，并且驱动电机较重较复杂，操作更为繁琐不便。因此，本发明设计的方案是对油封测试工件100安装气密组件500，使其形成一个密封的空间，再进行气密测试，其结构简单小巧，安装操作方便，并克服了现有技术存在的气密测试不那么准确的问题，使其变量较少甚至为单一变量，可以更加有效地测试出油封的气密效果。

优选地，所述气密组件500包括与工件底座110密封连接的工件盖板510，所述工件盖板510上设置有充气接头520，所述充气接头520通过充气管道外接有气密测试仪。

具体实施时，如图6、7所示，所述气密组件500包括与工件底座110密封连接的工件盖板510，工件底座110与工件盖板510可通过密封元件和/或密封胶以及若干螺栓来密封连接以形成一个封闭空间。所述工件盖板510上设置有一充气接头520，所述充气接头520带有密封件，可通过螺纹连接锁紧在工件盖板510上，所述充气接头520还通过充气管道外接有气密测试仪。其工作原理为气密测试仪通过充气管道及充气接头520向油封测试工件充入气体，再根据气密测试条件进行测试，并读取最终泄漏量，从而判断待测油封400的气密性是否满足要求。

本发明还提供一种如上所述的驱动电机油封测试装置的装配方法，包括以下步骤：S10、轴承通过热套工艺安装在测试轴上；S20、待轴承冷却后，将测试轴与轴承一并套入工装底座内；S30、依次向测试轴上安装轴承挡环和卡簧；S40、将安装好的油封测试工件套入待测油封，与气密组件连接，用于测试油封的气密性；与驱动电机连接，用于测试油封实际工况下的各项性能。

本发明还提供一种采用如上所述的驱动电机油封测试装置的测试方法，包括以下测试步骤：S100、将待测试的油封安装入油封测试工件后，安装上气密组件，通过外接气密测试仪，根据气密测试条件进行测试，并读取最终泄漏量以测试油封的气密性；S200、将气密组件拆卸后，把油封测试工件安装在台架的驱动电机上，通过控制器控制不同工况下驱动电机的转速，并通过温度传感器记录测得的油封实时温度，观察油封是否发生异常；S300、将测试完成的油封测试工件从台架的驱动电机上拆卸下来，再重新安装上气密组件，再次通过外接气密测试仪，测试油封的气密性是否满足标准。

具体实施时，如图8所示，采用如上所述的驱动电机油封测试装置的测试方法包括以下步骤：S100、将待测试的油封安装入油封测试工件后，安装上气密组件，通过外接气密测试仪，根据气密测试条件进行测试，并读取最终泄漏量以测试油封在做实际工况测试前的气密性是否符合要求；S200、在做实际工况测试时，将气密组件拆卸，把油封测试工件安装在台架的驱动电机上，驱动电机还外接有控制器，通过控制输出电压变化来控制不同工况下驱动电机的转速变化，并通过贴附在油封上的温度传感器记录测得的油封实时温度，观察油封是否发生异常；其控制方式为本领域技术人员根据现有技术可实现的，在此不多加赘述。通过上述方法能够在研发设计驱动电机的初期样件阶段对油封模拟出实际工况环境并进行可行性试验，能够大大提高油封使用的可靠性。S300、最后，将测试完成的油封测试工件从台架的驱动电机上拆卸下来，再重新安装上气密组件，再次通过外接气密测试仪，测试经过模拟工况环境测试后的油封气密性是否满足标准。作为一种优选方案，所述油封测试装置还外接有显示器，用于显示并存储电机转速情况以及油封温度数值、电机循环次数等。

尽管本文中较多的使用了诸如油封测试工件、驱动电机、台架、工件底座、第一容置腔、轴承、测试轴、第二容置腔、待测油封、轴承挡环、卡簧、底座止口、加强筋、气密组件、工件盖板、充气接头、卡簧安装位、第三容置腔等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。