[發(fā)明專利]一種高轉(zhuǎn)速立式加載測(cè)功機(jī)及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911154912.3
• 申請(qǐng)日: 2019-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN110926670B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳吉紅;許光達(dá);胡震宇;馬達(dá);冼紅軍;劉擁軍;楊志國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);武漢華中數(shù)控股份有限公司
• 主分類號(hào): G01L3/00
• 分類號(hào): G01L3/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發(fā)明屬于電機(jī)性能檢測(cè)領(lǐng)域，并具體公開了一種高轉(zhuǎn)速立式加載測(cè)功機(jī)及其應(yīng)用，其包括加載電機(jī)傳動(dòng)軸、加載電機(jī)轉(zhuǎn)子、加載電機(jī)定子和扭矩測(cè)量裝置，其中：加載電機(jī)傳動(dòng)軸沿豎直方向設(shè)置，其上部用于與被測(cè)裝置連接，其下部用于與動(dòng)力輸入裝置連接，同時(shí)該加載電機(jī)傳動(dòng)軸與加載電機(jī)轉(zhuǎn)子固定連接，工作時(shí)動(dòng)力輸入裝置通過(guò)加載電機(jī)傳動(dòng)軸帶動(dòng)加載電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，加載電機(jī)定子套設(shè)在加載電機(jī)轉(zhuǎn)子的外側(cè)，并利用固定軸承或測(cè)功機(jī)基座進(jìn)行固定，工作時(shí)利用扭矩測(cè)量裝置測(cè)量傳動(dòng)軸的扭矩輸出，從而對(duì)被測(cè)裝置進(jìn)行功率測(cè)試。本發(fā)明能夠擺脫重力對(duì)測(cè)功機(jī)的不利影響，避免因復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配存在的質(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)功率損耗，方便測(cè)試時(shí)更換被測(cè)電機(jī)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機(jī)性能檢測(cè)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種高轉(zhuǎn)速立式加載測(cè)功機(jī)及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

高轉(zhuǎn)速電機(jī)通常是指轉(zhuǎn)速超過(guò)10000r/min的電機(jī)。主要應(yīng)用于金屬，玻璃等材料的加工行業(yè)。由于現(xiàn)代社會(huì)對(duì)高速高精加工的需求日益擴(kuò)大，以及對(duì)加工精度的要求越來(lái)越高，導(dǎo)致對(duì)于高轉(zhuǎn)速電機(jī)性能的要求也越來(lái)越高，所以這就對(duì)高轉(zhuǎn)速電機(jī)的性能測(cè)試提出了更高的要求。測(cè)功機(jī)是一種測(cè)量機(jī)械轉(zhuǎn)矩的裝置，除適用于實(shí)驗(yàn)室對(duì)電機(jī)性能的測(cè)試外，還適用于生產(chǎn)線對(duì)電機(jī)產(chǎn)品的出廠進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)功機(jī)可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，作為被測(cè)動(dòng)力機(jī)械的負(fù)載，以測(cè)量被測(cè)機(jī)械的軸上輸出轉(zhuǎn)矩；也可以作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，拖動(dòng)其他機(jī)械，以測(cè)量其軸上輸入轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩與測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)得的轉(zhuǎn)速之積即軸功率。電機(jī)測(cè)功機(jī)分高速、中速、低速，根據(jù)電機(jī)不同轉(zhuǎn)速選擇不同的測(cè)功機(jī)對(duì)電機(jī)進(jìn)行扭矩、轉(zhuǎn)速、功率測(cè)試。

其中高轉(zhuǎn)速測(cè)功機(jī)由于轉(zhuǎn)速高，所以對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配精度，尤其是傳動(dòng)軸之間的軸精度要求極高，否則會(huì)誘發(fā)軸系機(jī)械振動(dòng)，導(dǎo)致?lián)p毀機(jī)械設(shè)備。所以使用時(shí)機(jī)械裝配環(huán)節(jié)非常繁復(fù)，在每一次更換被測(cè)電機(jī)后，調(diào)整精度的過(guò)程中往往會(huì)消耗大量的人力物力及時(shí)間。因此，根據(jù)上述技術(shù)問(wèn)題，亟需開展關(guān)于高速電機(jī)測(cè)試加載技術(shù)設(shè)備的相關(guān)研究工作，從而簡(jiǎn)化高轉(zhuǎn)速測(cè)功機(jī)的使用條件。

CN107328506A公開了一種高轉(zhuǎn)速測(cè)功機(jī)的設(shè)計(jì)方案，該方案中對(duì)托加載電機(jī)的定子組件與被測(cè)電機(jī)的機(jī)殼懸臂同心支撐，而轉(zhuǎn)子組件與被測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸懸臂同軸支撐，取消了轉(zhuǎn)子與定子間的機(jī)械軸承接觸。同時(shí)，該技術(shù)方案所記載的轉(zhuǎn)子組件同軸安裝于被測(cè)電主軸的軸端上，取消了聯(lián)軸器。雖然該方案在一定情況下簡(jiǎn)化了測(cè)功機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，但依然存在以下不足：該設(shè)計(jì)方案為橫置式測(cè)功機(jī)，由于電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子組件始終受重力場(chǎng)的影響，在該設(shè)備長(zhǎng)期使用時(shí)，很難保證電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子不會(huì)發(fā)生偏置影響到設(shè)備的裝配質(zhì)量；由于該設(shè)計(jì)方案中，電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子組件都需要被測(cè)電機(jī)的外殼懸臂做支撐，從而導(dǎo)致當(dāng)每次更換被測(cè)電機(jī)時(shí)，都需要重新對(duì)電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行精度檢測(cè)和調(diào)試工作，增加了測(cè)功機(jī)的使用難度。CN102645296B公開了一種分體式高轉(zhuǎn)速電主軸測(cè)功機(jī)的設(shè)計(jì)檔案，該專利提出在電主軸軸端螺紋或鍵聯(lián)結(jié)一個(gè)測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)軸，而測(cè)功機(jī)定子同測(cè)功機(jī)底座相連接，從軸向方向與測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)軸構(gòu)成完整的測(cè)試裝置，通過(guò)測(cè)功機(jī)定子和主軸之間的作用力向電主軸施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩。高速測(cè)功機(jī)系統(tǒng)擺脫了傳統(tǒng)的固定軸聯(lián)結(jié)方式對(duì)被測(cè)電機(jī)施加轉(zhuǎn)矩的方式，利用被測(cè)電機(jī)的軸承剛度為測(cè)功機(jī)提供支撐，同時(shí)利用測(cè)功機(jī)定子和轉(zhuǎn)子之間的電磁作用力為被測(cè)電機(jī)施加轉(zhuǎn)矩。雖然該方案在一定情況下簡(jiǎn)化了測(cè)功機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，但依然存在以下不足：該設(shè)計(jì)方案為橫置式測(cè)功機(jī)，由于電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子組件始終受重力場(chǎng)的影響，在該設(shè)備長(zhǎng)期使用時(shí)，很難保證電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子不會(huì)發(fā)生偏置影響到設(shè)備的裝配質(zhì)量；由于該設(shè)計(jì)方案中，利用被測(cè)電機(jī)的軸承剛度為測(cè)功機(jī)提供支撐，從而導(dǎo)致當(dāng)每次更換被測(cè)電機(jī)時(shí)，都需要重新對(duì)電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行精度檢測(cè)和調(diào)試工作，增加了測(cè)功機(jī)的使用難度；該設(shè)計(jì)方案只局限于電主軸使用，機(jī)械主軸電機(jī)無(wú)法使用導(dǎo)致通用性不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種高轉(zhuǎn)速立式加載測(cè)功機(jī)及其應(yīng)用，其中該高轉(zhuǎn)速立式加載測(cè)功機(jī)利用豎直放置的加載電機(jī)傳動(dòng)軸簡(jiǎn)化了加載電機(jī)與被測(cè)電機(jī)傳動(dòng)軸之間的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并擺脫了重力場(chǎng)對(duì)高轉(zhuǎn)速立式加載測(cè)功機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的不利影響，同時(shí)簡(jiǎn)化了被測(cè)電機(jī)拆卸以及安裝的難度，因而尤其適用于電機(jī)性能檢測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)合。