[发明专利]一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的装置及方法

说明书

本发明主要针对电机主轴工作时的检测过程，是一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的装置及方法。通过将检测电机主轴的窜动转化为检测凹凸式方形槽套筒的位移波动，当电机主轴发生窜动时，霍尔元件与凹凸式方形槽套筒之间的距离就会在霍尔元件到凹凸式方形槽套筒上的凸点与凹凸式方形槽套筒上的凹点之间不断变化，从而引起开关型霍尔元件周围的磁场强度也不断变化，通过开关型霍尔元件所输出的高低电平信号数来计算窜动的距离，以及窜动的具体方式，是一种快速，简单，有效的检测方式。

技术领域

本发明属于检测电机主轴窜动装置制造领域，具体涉及一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的装置及方法。

背景技术

电机和其他的工业机器一样，在其工作过程中会存在类型不同的零件的磨损、元器件的消耗，在运行过程中热量、能量、介质、磨损状况、疲劳寿命等物理和化学的参数也是动态变化的，对这些参数的实时检测可以得出电机的运行状态。因为电机主轴在工作时的窜动会极大影响安全性以及可靠性，因此有必要对电机主轴的窜动进行检测。

电机主轴的窜动包括轴向窜动和径向窜动，影响电机主轴窜动的因素有很多，比如电机主轴的对中性较差、负载机械不平衡、系统共振、机器损伤或过度磨损、轴瓦巴氏合金脱层或龟裂、轴承动态性能较差等，都对电机主轴的窜动产生直接或间接的影响。电机主轴一旦发生窜动将会产生很大的安全隐患，会使电机的振动以及噪声变大，降低使用寿命，也会对控制系统所需要的稳定环境造成破坏，当窜动严重时会造成轴承失效，尤其在转速较高的电机上，当窜动未得到及时检测将会造成转子的脱离，非常危险，因此对电机主轴的轴向和径向窜动的检测及其必要。目前传统的电机主轴窜动检测方法只针对轴向检测，且无法检测到电机主轴具体窜动的距离。这种检测方法局限性很大，适用范围也有限，并且不能得到一个准确的窜动距离，从而无法判断电机主轴的窜动是否在可控范围内。

针对上述问题，本发明提出了一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的装置及方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种方案，旨在解决检测电机主轴工作时的轴向窜动和径向窜动以及电机主轴具体窜动距离的问题，设计了一种新结构的检测装置，并基于此结构提出了检测方法，以提高电机主轴窜动的检测精度，保证电机工作过程的安全性。

本发明公布了一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的装置及方法，包括：

凹凸式方形槽套筒，在轴向和径向均加工有横截面为上边长αmm，下边长βmm的凹凸式方形槽。电机主轴发生窜动时，凹凸式方形槽套筒在轴向和径向会发生位移，霍尔元件与套筒之间的距离会随之发生变化，使磁场强度产生变化。

轴向检测器，包括轴向永久磁铁、隔磁板、轴向霍尔元件，两个轴向检测器分别安装于轴向凹凸式方形槽区域的两端。轴向永久磁铁用于产生恒定磁场，隔磁板能将永久磁铁的磁场与轴向霍尔元件隔开，保证轴向霍尔元件接收到的是反馈的磁场信号。轴向霍尔元件为开关型霍尔元件，当磁场强度达到一定强度时会输出高电平，否则输出低电平，用于采集电机主轴发生轴向窜动时凹凸式方形槽进入磁场中，引起改变的磁场强度信号，并将其转换为模拟信号；

径向检测器，包括径向永久磁铁、隔磁板、径向霍尔元件，两个径向检测器分别安装于径向凹凸式方形槽区域的两端。径向永久磁铁用于产生恒定磁场，隔磁板能将永久磁铁的磁场与径向霍尔元件隔开，保证径向霍尔元件接收到的是反馈的磁场信号。径向霍尔元件为开关型霍尔元件，当磁场强度达到一定强度时会输出高电平，否则输出低电平，用于采集电机主轴发生径向窜动时凹凸式方形槽进入磁场中，引起改变的磁场强度信号，并将其转换为模拟信号。

本发明公布了一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的装置和方法，包括以下步骤：

步骤一：将凹凸式方形槽套筒与要进行窜动检测的电机主轴进行胶接，将电机主轴的窜动体现为凹凸式方形槽的位移波动。