[發明專利]一種凹凸式方形槽檢測電機主軸竄動的裝置及方法

有效

• 申請號: 202211421112.5
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115900517B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 王磊;梁鵬博
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 劉芳

本發明主要針對電機主軸工作時的檢測過程，是一種凹凸式方形槽檢測電機主軸竄動的裝置及方法。通過將檢測電機主軸的竄動轉化為檢測凹凸式方形槽套筒的位移波動，當電機主軸發生竄動時，霍爾元件與凹凸式方形槽套筒之間的距離就會在霍爾元件到凹凸式方形槽套筒上的凸點與凹凸式方形槽套筒上的凹點之間不斷變化，從而引起開關型霍爾元件周圍的磁場強度也不斷變化，通過開關型霍爾元件所輸出的高低電平信號數來計算竄動的距離，以及竄動的具體方式，是一種快速，簡單，有效的檢測方式。

技術領域

本發明屬于檢測電機主軸竄動裝置制造領域，具體涉及一種凹凸式方形槽檢測電機主軸竄動的裝置及方法。

背景技術

電機和其他的工業機器一樣，在其工作過程中會存在類型不同的零件的磨損、元器件的消耗，在運行過程中熱量、能量、介質、磨損狀況、疲勞壽命等物理和化學的參數也是動態變化的，對這些參數的實時檢測可以得出電機的運行狀態。因為電機主軸在工作時的竄動會極大影響安全性以及可靠性，因此有必要對電機主軸的竄動進行檢測。

電機主軸的竄動包括軸向竄動和徑向竄動，影響電機主軸竄動的因素有很多，比如電機主軸的對中性較差、負載機械不平衡、系統共振、機器損傷或過度磨損、軸瓦巴氏合金脫層或龜裂、軸承動態性能較差等，都對電機主軸的竄動產生直接或間接的影響。電機主軸一旦發生竄動將會產生很大的安全隱患，會使電機的振動以及噪聲變大，降低使用壽命，也會對控制系統所需要的穩定環境造成破壞，當竄動嚴重時會造成軸承失效，尤其在轉速較高的電機上，當竄動未得到及時檢測將會造成轉子的脫離，非常危險，因此對電機主軸的軸向和徑向竄動的檢測及其必要。目前傳統的電機主軸竄動檢測方法只針對軸向檢測，且無法檢測到電機主軸具體竄動的距離。這種檢測方法局限性很大，適用范圍也有限，并且不能得到一個準確的竄動距離，從而無法判斷電機主軸的竄動是否在可控范圍內。

針對上述問題，本發明提出了一種凹凸式方形槽檢測電機主軸竄動的裝置及方法。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種方案，旨在解決檢測電機主軸工作時的軸向竄動和徑向竄動以及電機主軸具體竄動距離的問題，設計了一種新結構的檢測裝置，并基于此結構提出了檢測方法，以提高電機主軸竄動的檢測精度，保證電機工作過程的安全性。

本發明公布了一種凹凸式方形槽檢測電機主軸竄動的裝置及方法，包括：

凹凸式方形槽套筒，在軸向和徑向均加工有橫截面為上邊長αmm，下邊長βmm的凹凸式方形槽。電機主軸發生竄動時，凹凸式方形槽套筒在軸向和徑向會發生位移，霍爾元件與套筒之間的距離會隨之發生變化，使磁場強度產生變化。

軸向檢測器，包括軸向永久磁鐵、隔磁板、軸向霍爾元件，兩個軸向檢測器分別安裝于軸向凹凸式方形槽區域的兩端。軸向永久磁鐵用于產生恒定磁場，隔磁板能將永久磁鐵的磁場與軸向霍爾元件隔開，保證軸向霍爾元件接收到的是反饋的磁場信號。軸向霍爾元件為開關型霍爾元件，當磁場強度達到一定強度時會輸出高電平，否則輸出低電平，用于采集電機主軸發生軸向竄動時凹凸式方形槽進入磁場中，引起改變的磁場強度信號，并將其轉換為模擬信號；

徑向檢測器，包括徑向永久磁鐵、隔磁板、徑向霍爾元件，兩個徑向檢測器分別安裝于徑向凹凸式方形槽區域的兩端。徑向永久磁鐵用于產生恒定磁場，隔磁板能將永久磁鐵的磁場與徑向霍爾元件隔開，保證徑向霍爾元件接收到的是反饋的磁場信號。徑向霍爾元件為開關型霍爾元件，當磁場強度達到一定強度時會輸出高電平，否則輸出低電平，用于采集電機主軸發生徑向竄動時凹凸式方形槽進入磁場中，引起改變的磁場強度信號，并將其轉換為模擬信號。

本發明公布了一種凹凸式方形槽檢測電機主軸竄動的裝置和方法，包括以下步驟：

步驟一：將凹凸式方形槽套筒與要進行竄動檢測的電機主軸進行膠接，將電機主軸的竄動體現為凹凸式方形槽的位移波動。