СТЕНД ДЛЯ ВИБРАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОД НАГРУЗКОЙ

Стенд относится к испытательной технике и может найти применение в учебных лабораториях по электроприводу, а также в исследовательских лабораториях НИИ и заводов по производству электродвигателей.
Известен стенд для вибрационного контроля электродвигателей (патент РФ №32878, МПК G01М 7/00, 2003), состоящий из станины, контролируемого электродвигателя, установленного на платформе с закрепленными к ней датчиками скоростей или ускорений, подвешенной в середине с двух сторон к станине на двух взаимно перпендикулярных пластинах с тензодатчиками, образующих ось качания, а передняя и задняя части платформы опираются на упругие элементы или подвешиваются к ним.
Основной недостаток известного стенда заключается в том, что он не имеет тормоза (нагрузочной машины) для исследования вибраций электродвигателей под нагрузкой.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы создать стенд для исследования вибраций электродвигателей под нагрузкой, исключающий погрешности измерений.
Технический результат достигается тем, что стенд для вибрационного контроля электродвигателей под нагрузкой, состоящий из станины, контролируемого электродвигателя, установленного на платформе с закрепленными к ней датчиками скоростей или ускорений, подвешенной в середине с двух сторон к станине на двух взаимно перпендикулярных пластинах с тензодатчиками, образующих ось качания, а передняя и задняя части платформы установлены на упругие элементы или подвешены к ним, стенд снабжен нагрузочной машиной, вал которой соединен с валом двигателя соединительным элементом, выполненным в виде двух муфт, состоящих из полумуфт, при этом одни полумуфты соответственно жестко закреплены на валу двигателя и нагрузочной машины, а другие полумуфты жестко соединены между собой промежуточным валом и имеют центральные цилиндрические центрирующие углубления и сквозные, симметрично расположенные на концентрической окружности, взаимодействующие соответственно с выступами полумуфт, закрепленных на валах, при этом поверхности бочкообразных выступающих элементов и наружные поверхности центральных центрирующих выступов выполнены с кривизной концентрических окружностей.
Такое исполнение стенда позволило обеспечить исследование колебаний электродвигателей под нагрузкой, а выполнение соединительного элемента валов тормоза и двигателя в виде двух компенсирующих муфт позволило исключить влияние погрешностей изготовления и монтажа элементов стенда на результаты вибрационных испытаний.
На фиг.1 представлена схема стенда, а на фиг.2 - разрез муфты.
1
2
Контролируемый электродвигатель 1 установлен на платформе 2 с датчиками скоростей или ускорений 3. Платформа 2 в плоскости центра тяжести колеблющейся массы (платформы, электродвигателя и др. деталей) подвешена с двух сторон к станине 4 на двух взаимно перпендикулярных пластинах 5 и 6, одни концы которых соединены со станиной, а другие с кронштейном 7 платформы. Пластины 5 и 6 образуют ось качания по линии их пересечения. На пластинах 5 и 6 наклеены тензодатчики 8 и 9. Передняя и задняя части платформы 2 опираются на упругие элементы 10 или подвешиваются к ним, если они закреплены к станине вверху. Стенд имеет нагрузочную машину (тормоз) 11, жестко закрепленную на неподвижном элементе 12 станины 4. Соединительный элемент 13 валов выполнен в виде двух муфт, левая из которых представлена на фиг.2, а правая муфта является зеркальным отражением левой. Одни полумуфты 14 (фиг.2) соответственно жестко закреплены на валу двигателя и нагрузочной машины. Другие полумуфты 15 жестко соединены между собой промежуточным валом 16 (фиг.1). Полумуфты 15 выполнены с центральными цилиндрическими центрирующими углублениями 17 и сквозными цилиндрическими отверстиями 18. Центры отверстий 18 расположены на концентрической окружности симметрично. Полумуфты 14, закрепленные на валах, выполнены с центральными центрирующими выступами 19. Выступы расположены в центрирующих углублениях соответствующих полумуфт 15. Полумуфты 14, кроме того, снабжены бочкообразными выступающими элементами 20, жестко закрепленными на полумуфтах с помощью штырей 21 и расположенными в соответствующих сквозных цилиндрических отверстиях 18 сопрягаемых полумуфт 15. При этом бочкообразные выступающие элементы и наружные поверхности центрирующих выступов выполнены с кривизной концентрических окружностей соответственно R и R.
Стенд работает следующим образом.
1
2
1
2
Если ротор контролируемого электродвигателя 1 неуравновешен или под действием каких-нибудь причин вращается неравномерно, т.е. с угловым ускорением, то возникают динамические давления ротора на станину (статор) электродвигателя. Поскольку статор электродвигателя жестко связан с платформой 2, то динамические давления ротора передаются и на платформу, опирающуюся на упругие элементы (пружины) 10, которая вместе со станиной электродвигателя 1 совершает колебательное движение вокруг оси пересечения пластин 5 и 6, одними концами связанными со станиной 4, а другими - с платформой 2. Это колебательное движение воспринимают датчики скоростей или ускорений 3, а также тензодатчики 8 и 9, и передают сигналы в регистрирующую аппаратуру, которая на фиг.1 не показана. По этим сигналам оценивают виброактивность электродвигателя. Таким образом, при таком расположении датчиков получают всестороннюю информацию о вибрации контролируемого электродвигателя 1. Наличие нагрузочной машины 11, жестко связанной с неподвижным элементом 12 станины 4, обеспечивает изучение вибрации электродвигателя под нагрузкой, а выполнение соединительного элемента 13 в виде промежуточного вала с шарнирными муфтами по концам исключает погрешности измерений, связанные с погрешностью изготовления и монтажа стенда. Это происходит следующим образом. Благодаря тому, что одни полумуфты 14 (фиг.2) соответственно жестко закреплены на валу двигателя и нагрузочной машины, другие полумуфты 15 жестко соединены между собой промежуточным валом 16. Они выполнены с центральными цилиндрическими центрирующими углублениями 17. Полумуфты 15, кроме того, снабжены сквозными цилиндрическими отверстиями 18, центры которых расположены на концентрической окружности симметрично. Полумуфты 14, закрепленные на валах, выполнены с центральными центрирующими выступами 19, расположенными в центрирующих углублениях соответствующих полумуфт 15. Они снабжены бочкообразными выступающими элементами 20, жестко закрепленными на полумуфтах с помощью штырей 21. Элементы 20 расположены в соответствующих сквозных цилиндрических отверстиях 18 сопрягаемых полумуфт 15. При этом поверхности бочкообразных выступающих элементов и наружные поверхности центральных центрирующих выступов выполнены с кривизной концентрических окружностей соответственно R и R. Поэтому одна полумуфта может совершать вращательные перемещения относительно другой по концентрическим поверхностям радиусов R и R и тем самым исключать влияние погрешностей монтажа и изготовления на колебания платформы с электродвигателем.
Таким образом, снабжение испытательного стенда нагрузочной машиной позволило обеспечить исследование вибраций электродвигателей под нагрузкой, а выполнение соединительного элемента в виде промежуточного вала с шарнирными муфтами по концам исключить погрешности измерений, связанные с погрешностями изготовления и монтажа элементов стенда.