CN111307202A - 一种电刷材料性能检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电刷材料性能检测装置，包括机架，所述机架的顶部设有机箱，且机箱与机架螺栓连接，且机箱的左侧设有控制柜，且控制柜与机箱相邻，所述机箱的正面设有检修门，且三个所述检修门与机箱活动连接。该电刷材料性能检测装置，通过IC芯片、集电环、集电器和电刷保持器之间的配合，在无线RFID块和控制柜以及近程传感器的作用下，对转子和电刷进行实施检测，通过IC芯片的数据反馈，控制柜对电刷的温度、电磁、压力、应变、加速度、电阻、机电、电磁电阻、震耳效应和电流测量进行分析计算，以便评估电刷的整体状态，得出最佳的电刷更换周期，提升了检测效率，降低了检测成本，适合推广使用。

Description

一种电刷材料性能检测装置

技术领域

本发明涉及电刷检测装置技术领域，具体为一种电刷材料性能检测装置。

背景技术

电刷位于发电机动静交界的位置，是发电机动静接触和能源交换的装置，机组运行时，发电机电刷需要与集电环表面紧密接触，不断摩擦，方能实现发电机动静部件之间的能量传递，正是因为这样长时间、连续不停的机械摩擦，发电机电刷的磨损和更换就显得频繁而日常，被磨损到一定程度的电刷需要及时更换，否则就会有刷握顶部触碰滑伤集电环表面的危险，甚至出现该位置打火导致部件发热、断裂破损或松动等故障的发生，从而导致机组非停，因此，对电刷磨损量的实时检测和报警很有必要；

目前，对于发电机电刷磨损的检测工作主要都是通过电动机模拟现实运行情况，电动机一旦启动非到电刷损坏不得停机，并由维护人员周期性巡检实现，发电机的电刷通过刷握固定于均匀分部在发电机主轴周围的刷架上，安装空间极为紧凑，且因为降噪的要求，发电机电刷室通常都是被隔离在隔音罩内运行，由于上述安装布置的特点，每次巡检时运维人员都必须穿过隔音罩，靠近碳刷架，通过肉眼观察电刷的运行及磨损情况，这种人工周期性巡检的方法需要巡检人员经常性地靠近旋转运行的发电机通过肉眼观察电刷的磨损情况，通过电刷上的标记线确定哪些电刷需要更换，这种检测模式，不仅存在维护人员工作量大、效率低下等缺点；而且运维人员需要靠近高速转动的机组，存在极大的安全隐患，另外，这种检测方法干扰因素较多，误差较大，不够客观，不能提早发现安全隐患保证设备安全，有失故障诊断的科学性，并且成千上万小时的不停运转，耗电量大，检测周期长，大大降低了产品的研发以及更新速度，针对这些情况，为避免上述技术问题，确有必要提供一种电刷材料性能检测装置以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电刷材料性能检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电刷材料性能检测装置，包括机架，所述机架的顶部设有机箱，且机箱与机架螺栓连接，且机箱的左侧设有控制柜，且控制柜与机箱相邻，所述机箱的正面设有检修门，且三个所述检修门与机箱活动连接，且机箱的内部设有固定架，且两个所述固定架容置与机箱的内部且对称设置，且两个所述固定架与机箱螺栓连接，且左侧固定架的顶部设有集电器，且集电器与固定架的顶部螺栓连接，且集电器的顶部设有集电环，且集电环的内部设有转子，且集电环与转子螺栓连接，且转子通过轴承与集电器转动连接，且转子的右端设有转动轴，且转动轴与转子螺栓连接，且转动轴的左侧套设有温度传感器，且转动轴的右侧套设有近程传感器，且温度传感器和近程传感器分别与转动轴螺栓连接，所述右侧固定架的顶部设有电机，且电机与机箱电性连接，且电机的输出端与转子相连，所述集电器的上下两侧均设有电刷固定套，且两个所述电刷固定套均与固定架螺栓连接，且电刷固定套的背面设有夹槽，且两个所述夹槽与电刷固定套为一体设置，且电刷固定套正面的左右两侧均设有天线固定孔，且电刷固定套正面的上下两侧均设有无线RFID块固定孔，所述夹槽的内部设有电刷保持器，且电刷保持器与电刷固定套螺栓连接，且电刷保持器的背部设有盒体，且盒体与电刷保持器螺栓连接，且盒体的内部设有芯槽，且芯槽与盒体为一体设置，且芯槽的左右两侧设有卡槽，且卡槽为通槽，且卡槽与盒体为一体设置，且卡槽的内部设有恒力弹簧，恒力弹簧与卡槽卡接相连，且恒力弹簧之间设有电刷，且电刷与恒力弹簧弹性连接，且电刷与芯槽插接相连，且电刷保持器的内部设有IC芯片，且IC芯片与电刷保持器螺栓连接。

优选的，所述机箱正面的顶部和底部均设有滑道，且滑道与机箱螺栓连接，且检修门通过滑道与机箱相连。

优选的，所述机箱的顶部设有散热孔，且两个所述散热孔用于对机箱内部的转子进行散热。

优选的，所述检修门上设有目窗，且目窗用于观察转子的运转情况，便于对电刷进行更换。

优选的，所述检修门上设有手柄，且两个所述手柄与检修门螺栓连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该电刷材料性能检测装置，通过IC芯片、集电环、集电器和电刷保持器之间的配合，在无线RFID块和控制柜以及近程传感器的作用下，对转子和电刷进行实施检测，通过IC芯片的数据反馈，控制柜对电刷的温度、电磁、压力、应变、加速度、电阻、机电、电磁电阻、震耳效应和电流测量进行分析计算，以便评估电刷的整体状态，得出最佳的电刷更换周期，提升了检测效率，降低了检测成本，从而克服传统电刷检测装置模拟周期长，产品滞留时间长，更新迭代慢的缺点，克服了现有的电刷检测装置依靠转子、集电器和电刷保持器对电动机的运行时长进行模拟的调节处理，实用功能单一的缺点，提高了该电刷材料性能检测装置的工作效率和使用寿命，避免了因长时间检测导致产品迟迟不能投入使用的缺点，降低了工作人员的工作强度，避免了安全隐患，降低了能源消耗，大大缩短了检测周期，还让现有的电刷材料性能检测装置能够在市场上得到更多的认可，提高了该电刷材料性能检测装置的产品质量，节省了使用者的采购成本，避免了电刷材料性能检测装置的资源浪费，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为图2的A处剖面图；

图4为图3的俯视图；

图5为图4的B处结构示意图；

图6为图5的C处结构示意图。

图中：1、机架，2、机箱，3、滑道，4、检修门，5、散热孔，6、目窗，7、手柄，8、固定架，9、转子，10、近程传感器，11、转动轴，12、温度传感器，13、集电器，14、集电环，15、电刷保持器，16、天线固定孔，17、夹槽，18、电刷固定套，19、芯槽，20、IC芯片，21、无线RFID块固定孔，22、控制柜，23、盒体，24、电刷，25、恒力弹簧，26、卡槽，27、电机。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种电刷材料性能检测装置，包括机架1，机架1为金属材质，用于支撑和固定机箱2，机架1的顶部设有机箱2，机箱2为金属材质，用于容置内部的固定架8，且机箱2与机架1螺栓连接，机箱2正面的顶部和底部均设有滑道3，且滑道3与机箱2螺栓连接，滑道3用于使检修门4的滑动更加顺畅，且检修门4通过滑道3与机箱2相连，机箱2的顶部设有散热孔5，且两个散热孔5用于对机箱2内部的转子9进行散热，检修门4上设有目窗6，且目窗6用于观察转子9的运转情况，便于对电刷进行更换，检修门4上设有手柄7，且两个手柄7与检修门4螺栓连接，且机箱2的左侧设有控制柜22，且控制柜22与机箱2相邻，机箱2的正面设有检修门4，且三个检修门4与机箱2活动连接，且机箱2的内部设有固定架8，且两个固定架8容置与机箱2的内部且对称设置，且两个固定架8与机箱2螺栓连接，且左侧固定架8的顶部设有集电器13，且集电器13与固定架8的顶部螺栓连接，且集电器13的顶部设有集电环14，且集电环14的内部设有转子9，转子9用于连接集电环14并带动集电环14转动，且集电环14与转子9螺栓连接，且转子9通过轴承与集电器13转动连接，且转子9的右端设有转动轴11，转动轴11用于传递动力并带动转子9转动，且转动轴11与转子9螺栓连接，且转动轴11的左侧套设有温度传感器12，温度传感器12用以检测转子9转动时，电刷的温度和转子9周围空气的温度，温度传感器12可为电阻器、阻抗温度传感器(RTD)、热敏电阻、热电偶或任何其它合适的温度传感装置，且转动轴11的右侧套设有近程传感器10，近程传感器10用以时间周期估算电刷的剩余寿命(例如在需要更换之前剩余2周寿命)，且温度传感器12和近程传感器10分别与转动轴11螺栓连接，右侧固定架8的顶部设有电机27，电机27用于带动转动轴11和转子9转动，且电机27与机箱2电性连接，且电机27的输出端与转子9相连，集电器13的上下两侧均设有电刷固定套18，且两个电刷固定套18均与固定架8螺栓连接，且电刷固定套18的背面设有夹槽17，且两个夹槽17与电刷固定套18为一体设置，且电刷固定套18正面的左右两侧均设有天线固定孔16，且电刷固定套18正面的上下两侧均设有无线RFID块固定孔21，RFID块是无线电频率识别装置，用以识别IC芯片20传输的温度、电磁、压力、应变、加速度、电阻、机电、电磁电阻、震耳效应和电流测量，以便评估电刷的整体状态，RFID块可在大约800MHz至大约1GHz、或大约2.4GHz的频率范围内或在任何其它合适的频率范围内传送信号，RFID装置可配置成无源装置，并从询问信号接收其功率，将其回传给控制柜22，由控制系统对其进行分析计算，近程感应器10和温度传感器12则用于检测转子的运行状态，并依据此数据计算转子在运行数个相对时常后，电刷的磨损状态，并通过对多组电刷的检测，计算出转子在运行期间的电刷损坏的最大极限，这种最大极限代表电刷的剩余寿命，例如，电刷的状况可为“良好”或“更换”进行标示，夹槽17的内部设有电刷保持器15，电刷保持器15用于安装电刷24，且电刷保持器15与电刷固定套18螺栓连接，且电刷保持器15的背部设有盒体23，且盒体23与电刷保持器15螺栓连接，且盒体23的内部设有芯槽19，且芯槽19与盒体23为一体设置，且芯槽19的左右两侧设有卡槽26，且卡槽26为通槽，且卡槽26与盒体23为一体设置，且卡槽26的内部设有恒力弹簧25，恒力弹簧25与卡槽26卡接相连，且恒力弹簧25之间设有电刷24，且电刷24与恒力弹簧25弹性连接，且电刷24与芯槽19插接相连，且电刷保持器15的内部设有IC芯片20，IC芯片20为集成电路，用于检测电刷的温度、电磁、压力、应变、加速度、电阻、机电、电磁电阻、震耳效应和电流测量，且IC芯片20与电刷保持器15螺栓连接。

一种电刷材料性能检测装置,该电刷材料性能检测装置由机架1、机箱2、滑道3、检修门4、散热孔5、目窗6、手柄7、固定架8、转子9、近程传感器10、转动轴11、温度传感器12、集电器13、集电环14、电刷保持器15、天线固定孔16、夹槽17、电刷固定套18、芯槽19、IC芯片20、无线RFID块固定孔和控制柜22等零部件组成，使用时，使用线缆将控制柜22与电机27连接，并在集电器13上安装固定电刷保持器15，将电刷24安装在盒体23与电刷固定套18之间，恒力弹簧25的弹性系数为1-200N/CM之间，恒力弹簧25卡在卡槽26之间，凭借恒力弹簧25对电刷24施加推力，使电刷24始终与集电环14紧密接触，将天线和无线RFID块安装在天线固定孔16和无线RFID块固定孔21上，将待检测的电刷24安装在电刷固定套18上的芯槽19内，使电刷24紧密抵在恒力瘫痪25上，在控制柜22上设置转子9的模拟运行时长，启动电机27，伴随转动轴11的转动，转子9带动集电环14转动，集电环14与电刷24不断摩擦形成磁场，安装在芯槽19内的IC芯片20对电刷24的磨损进行实时检测，并通过天线发送给无线RFID块，RFID块是无线电频率识别装置，用以识别IC芯片20传输的温度、电磁、压力、应变、加速度、电阻、机电、电磁电阻、震耳效应和电流测量，以便评估电刷24的整体状态，RFID块可在大约800MHz至大约1GHz、或大约2.4GHz的频率范围内或在任何其它合适的频率范围内传送信号，RFID装置可配置成无源装置，并从询问信号接收其功率，将其回传给控制柜22，由控制系统对其进行分析计算，近程感应器10和温度传感器12则用于检测转子9的运行状态，并依据此数据计算转子9在运行数个相对时常后，电刷24的磨损状态，并通过对多组电刷24的检测，计算出转子9在运行期间的电刷24损坏的最大极限，这种最大极限代表电刷24的剩余寿命，例如，电刷24的状况可为“良好”或“更换”进行标示，近程传感器10和温度传感器12检测到转子9的这种变化可用于以时间周期估算电刷24的剩余寿命(例如在需要更换之前剩余2周寿命)，可在转子9上安装多个电刷保持器15和电刷固定套18，电刷固定套18内与电刷长度相对应的IC芯片20上可用于识别多级磨损，大大提升了检测效率，降低了能源消耗，为企业争取了宝贵的销售时间。

在本发明的描述中，需要理解的是，无线RFID块、温度传感器12、近程传感器10以及IC芯片20为低电压和低安培数构件，以减少电流消耗，并且这些低的电流消耗水平提供了相当大的改进结果，因为不再需要通向每个电刷的导线，这些结果是非预期的，因为没有预料到这种低功率装置会在电动机环境中达到令人满意的性能，然而测试已经证明利用这里所述的系统和装置可获得精确且可靠的结果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端” 、 “顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种电刷材料性能检测装置，包括机架（1），其特征在于：所述机架（1）的顶部设有机箱（2），且机箱（2）与机架（1）螺栓连接，且机箱（2）的左侧设有控制柜（22），且控制柜（22）与机箱（2）相邻，所述机箱（2）的正面设有检修门（4），且三个所述检修门（4）与机箱（2）活动连接，且机箱（2）的内部设有固定架（8），且两个所述固定架（8）容置与机箱（2）的内部且对称设置，且两个所述固定架（8）与机箱（2）螺栓连接，且左侧固定架（8）的顶部设有集电器（13），且集电器（13）与固定架（8）的顶部螺栓连接，且集电器（13）的顶部设有集电环（14），且集电环（14）的内部设有转子（9），且集电环（14）与转子（9）螺栓连接，且转子（9）通过轴承与集电器（13）转动连接，且转子（9）的右端设有转动轴（11），且转动轴（11）与转子（9）螺栓连接，且转动轴（11）的左侧套设有温度传感器（12），且转动轴（11）的右侧套设有近程传感器（10），且温度传感器（12）和近程传感器（10）分别与转动轴（11）螺栓连接，所述右侧固定架（8）的顶部设有电机（27），且电机（27）与机箱（2）电性连接，且电机（27）的输出端与转子（9）相连，所述集电器（13）的上下两侧均设有电刷固定套（18），且两个所述电刷固定套（18）均与固定架（8）螺栓连接，且电刷固定套（18）的背面设有夹槽（17），且两个所述夹槽（17）与电刷固定套（18）为一体设置，且电刷固定套（18）正面的左右两侧均设有天线固定孔（16），且电刷固定套（18）正面的上下两侧均设有无线RFID块固定孔（21），所述夹槽（17）的内部设有电刷保持器（15），且电刷保持器（15）与电刷固定套（18）螺栓连接，且电刷保持器（15）的背部设有盒体（23），且盒体（23）与电刷保持器（15）螺栓连接，且盒体（23）的内部设有芯槽（19），且芯槽（19）与盒体（23）为一体设置，且芯槽（19）的左右两侧设有卡槽（26），且卡槽（26）为通槽，且卡槽（26）与盒体（23）为一体设置，且卡槽（26）的内部设有恒力弹簧（25），恒力弹簧（25）与卡槽（26）卡接相连，且恒力弹簧（25）之间设有电刷（24），且电刷（24）与恒力弹簧（25）弹性连接，且电刷（24）与芯槽（19）插接相连，且电刷保持器（15）的内部设有IC芯片（20），且IC芯片（20）与电刷保持器（15）螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的一种电刷材料性能检测装置，其特征在于：所述机箱（2）正面的顶部和底部均设有滑道（3），且滑道（3）与机箱（2）螺栓连接，且检修门（4）通过滑道（3）与机箱（2）相连。

3.根据权利要求1所述的一种电刷材料性能检测装置，其特征在于：所述机箱（2）的顶部设有散热孔（5），且两个所述散热孔（5）用于对机箱（2）内部的转子（9）进行散热。

4.根据权利要求2所述的一种电刷材料性能检测装置，其特征在于：所述检修门（4）上设有目窗（6），且目窗（6）用于观察转子（9）的运转情况，便于对电刷进行更换。

5.根据权利要求2所述的一种电刷材料性能检测装置，其特征在于：所述检修门（4）上设有手柄（7），且两个所述手柄（7）与检修门（4）螺栓连接。

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