一种特种有刷电机换向器超速试验台

技术领域

本发明涉及一种特种有刷电机换向器超速试验台。

背景技术

换向器是无刷电机的重要组成部分，位于电机的转子上跟随电机转子一起转动，起到改变电流方向的作用，特种有刷电机需要以2800r/min的转速，在300℃的环境温度下正常运转，因此需要测试它的换向器在300℃的环境温度下以超额定转速工作时能否保持其结构性能稳定可靠。现有换向器超速试验台无法达到预定转速，并且无法营造出换向器实际工作时的环境温度，因此达不到换向器超速试验条件无法进行换向器超速试验。

由于这种换向器在装配到电机上之前未做动平衡和外部修整，属于半成品状态，因此现有设备在进行换向器超速试验过程中产生极大的震动和噪声污染，可能导致换向器超速试验台发生松动破坏整体结构强度。典型如中国专利CN208432397U公开的换向器超速试验台，为卧式安装，通过在试验台底部增设减震板和减震弹簧来抵消整机震动降低噪声，然而该设备并未从根源上消除震动，且无法营造出特种有刷电机换向器的环境温度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种特种有刷电机换向器超速试验台，该特种有刷电机换向器超速试验台可以模拟换向器的实际工作环境温度、平衡震动、降低噪声、提供足够转速。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种特种有刷电机换向器超速试验台，包括台架，所述台架中部固定有工作台平面，工作台平面底部安装有主轴电机动力系统使得工作台平面可升降；所述台架顶部安装有烘箱提升气缸，工作台平面上装有恒温烘箱箱，恒温烘箱箱连接于烘箱提升气缸；换向器放置于工作台平面上并位于恒温烘箱箱下方位置；主轴电机动力系统上安装平衡飞轮装置，平衡飞轮装置固定在工作台平面底部并穿过工作台平面带动换向器。

所述工作台平面上放置换向器的位置铺有隔热垫。

所述主轴电机动力系统还连接有水冷系统；水冷系统和油气润滑系统分别固定于台架的两内侧壁上；所述台架底部装有万向滚轮。

所述平衡飞轮装置罩在防护罩中，防护罩固定在主轴电机动力系统上部。

所述主轴电机动力系统包括主轴电机和电机抱箍，电机抱箍在主轴电机上方，电机抱箍上固定底部连接板，主轴电机的主轴电机传动轴顶端连接平衡飞轮装置。

所述主轴电机传动轴通过联轴器连接平衡飞轮装置；所述底部连接板上固定有主轴电机定位连接杆，主轴电机定位连接杆顶端固定于工作台平面底面。

所述平衡飞轮装置由芯轴和飞轮组成，飞轮螺纹连接于芯轴，芯轴安装在轴承座法兰盘和飞轮下壳体上，飞轮上安装有飞轮上壳体，飞轮上壳体、飞轮下壳体与中间连接板通过螺栓连接紧固，飞轮上壳体、飞轮下壳体上均装有油气润滑喷嘴。

所述中间连接板嵌装在飞轮内，在飞轮和中间连接板之间有飞轮衬套。

所述主轴电机动力系统和平衡飞轮装置分别通过主轴电机定位连接杆及中间定位连接杆与工作台平面连接。

本发明的有益效果在于：可以模拟换向器的实际工作环境温度、平衡(减缓)震动、降低噪声、提供足够转速，工作稳定可靠，能够有效验证换向器在高温工况下超额定转速工作时的结构稳定性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的中主轴电机动力系统的结构示意图；

图3是图2中平衡飞轮装置的结构示意图。

图中：101-台架，102-水冷系统，103-工作台平面，104-隔热垫，105-烘箱提升气缸，106-导向轴，107-直线轴承，108-恒温烘箱箱，109-换向器，110-防护罩，111-主轴电机动力系统，112-油气润滑系统，113-万向滚轮，201-主轴电机，202-电机抱箍，203-底部连接板，204-主轴电机定位连接杆，205-主轴电机传动轴，206-联轴器，207-平衡飞轮装置，301-芯轴，302-下端盖，303-油封压盖，304-角接触球轴承，305-轴承外环隔圈，306-中间定位连接杆，307-卡簧，308-上端盖，309-唇形油封，310-轴承座法兰盘，311-轴承内环隔圈，312-飞轮衬套，313-飞轮，314-飞轮上壳体，315-中间连接板，316-飞轮下壳体，317-油气润滑喷嘴，318-唇形油封。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

实施例1

如图1至图3所示的一种特种有刷电机换向器超速试验台，包括台架101，所述台架101中部固定有工作台平面103，工作台平面103底部安装有主轴电机动力系统111使得工作台平面103可升降；所述台架101顶部安装有烘箱提升气缸105，工作台平面103上装有恒温烘箱箱108，恒温烘箱箱108连接于烘箱提升气缸105；换向器109放置于工作台平面103上并位于恒温烘箱箱108下方位置；主轴电机动力系统111上安装平衡飞轮装置207，平衡飞轮装置207固定在工作台平面103底部并穿过工作台平面103带动换向器109。

实施例2

基于实施例1，所述工作台平面103上放置换向器109的位置铺有隔热垫104。

实施例3

基于实施例1，所述主轴电机动力系统111还连接有水冷系统102；水冷系统102和油气润滑系统112分别固定于台架101的两内侧壁上；所述台架101底部装有万向滚轮113。

实施例4

基于实施例1，所述平衡飞轮装置207罩在防护罩110中，防护罩110固定在主轴电机动力系统111上部。

实施例5

基于实施例1，所述主轴电机动力系统111包括主轴电机201和电机抱箍202，电机抱箍202在主轴电机201上方，电机抱箍202上固定底部连接板203，主轴电机201的主轴电机传动轴205顶端连接平衡飞轮装置207。

实施例6

基于实施例5，所述主轴电机传动轴205通过联轴器206连接平衡飞轮装置207；所述底部连接板203上固定有主轴电机定位连接杆204，主轴电机定位连接杆204顶端固定于工作台平面103底面。

实施例7

基于实施例1，所述平衡飞轮装置207由芯轴301和飞轮313组成，飞轮313螺纹连接于芯轴301，芯轴301安装在轴承座法兰盘310和飞轮下壳体316上，飞轮313上安装有飞轮上壳体314，飞轮上壳体314、飞轮下壳体316与中间连接板315通过螺栓连接紧固，飞轮上壳体314、飞轮下壳体316上均装有油气润滑喷嘴317。

实施例8

基于实施例7，所述中间连接板315嵌装在飞轮313内，在飞轮313和中间连接板315之间有飞轮衬套312。

实施例9

基于实施例1，所述主轴电机动力系统111和平衡飞轮装置207分别通过主轴电机定位连接杆204及中间定位连接杆306与工作台平面103连接。

实施例10

基于上述实施例，如图1所示，其由台架101、工作台平面103、隔热垫104、水冷系统102、烘箱提升气缸105、恒温烘箱箱108、主轴电机动力系统111、油气润滑系统112组成。

如图2所示，主轴电机动力系统由主轴电机201、电机抱箍202、底部连接板203、主轴电机定位连接杆204、主轴电机传动轴205、联轴器206、平衡飞轮装置207组成。主轴电机201通过电机抱箍202固定，电机抱箍202用螺栓连接的方式安装于底部连接板203上，底部连接板203通过主轴电机定位连接杆204与工作台平面103连接，主轴电机定位连接杆204与底部连接板203用螺母紧固，主轴电机定位连接杆204与工作台平面103用螺栓紧固，主轴电机传动轴205与主轴电机201螺纹连接输出扭矩，主轴电机传动轴205通过联轴器206将扭矩传递给平衡飞轮装置。

如图3所示，平衡飞轮装置由芯轴301、下端盖302、油封压盖303、角接触球轴承304、轴承外环隔圈305、中间定位连接杆306、卡簧307、上端盖308、唇形油封309、轴承座法兰盘310、轴承内环隔圈311、飞轮衬套312、飞轮313、飞轮上壳体314、中间连接板315、飞轮下壳体316、油气润滑喷嘴317、唇形油封318组成。将角接触球轴承303、轴承外环隔圈305及轴承内环隔圈311分别压入轴承座法兰盘310和飞轮下壳体316内，轴承座法兰盘310通过螺栓连接到工作台平面103上；将飞轮313与芯轴301螺纹连接，再把飞轮衬套312套入芯轴301；将芯轴301穿过中间连接板315与飞轮下壳体316内的轴承配合，飞轮上壳体314、中间连接板315、飞轮下壳体螺栓连接。芯轴301另外一端轴段与轴承座法兰盘310内轴承配合，中间定位连接杆306与中间连接板315用螺母紧固，中间定位连接杆306另外一端与工作台平面螺栓紧固连接。将唇形油封309及唇形油封318分别压入上端盖308与下端盖302中，唇形油封309通过卡簧307固定在上端盖内、唇形油封318通过油封压盖303固定在下端盖内；上端盖308、下端盖302分别与轴承座法兰盘310、飞轮下壳体316螺栓连接紧固；油气润滑喷嘴317分别与轴承座法兰盘310和飞轮下壳体316螺纹连接。

本发明具体工作过程如下：

在进行换向器超速试验时烘箱提升气缸105将恒温烘箱108提升至一定高度，将换向器109的专用工装与芯轴301螺纹连接，烘箱提升气缸105将恒温烘箱108缓慢放下直至恒温烘箱108底部平面与隔热垫104接触恒温烘箱108将换向器109完全包裹；恒温烘箱108内部开始逐渐升温至300℃并保持恒定，在此过程中为保证换向器109受热均匀，主轴电机201以较低转速运转，带动换向器109低速旋转使其均匀受热；当恒温烘箱108内温度达到300℃以后，主轴电机201开始做匀角加速度转动，直至芯轴301转速达到3000r/min并保持恒定，由于芯轴301上安装有飞轮313，飞轮313具有储能吸震的作用，能够平衡和吸收掉来自换向器109高速旋转时带来的剧烈震动，保持芯轴301平稳运转；在上述过程中，油气润滑系统112通过分别向平衡飞轮装置207和主轴电机201内通入润滑油气，以对平衡飞轮装置207和主轴电机201内的轴承进行润滑和降温，水冷系统102进一步为主轴电机201内部进行降温。

当恒温烘箱108内部温度及芯轴301转速均达到试验要求后，开始正式试验过程，观察换向器109在恒温烘箱108内的结构性能稳定性，完成换向器在一定温度下，以超额定转速旋转的超速试验。