具有磨损量监测功能的集电环碳刷的制作方法

本发明涉及电机部件技术领域，具体是涉及一种具有磨损量监测功能的集电环碳刷。

背景技术：

近年来，个大型发电机制造厂商通过引进技术消化吸收和持续的技术研发及创新，发电机技术已开始跨入3g时代。集电环装置作为发电机的一个重要设备，长期以来还存在许多急需解决的技术问题，其主要表现为：刷握及刷架结构种类繁多，给制造和现场使用、维护带来诸多不便；不同机组的集电环表面温度差异很大，电流分配不均匀，刷握结构需优化改进。发电机运行中，集电环温度及碳刷耗损量等情况仍然依赖人工点检，无法实现故障早期预警，难以及时处理和排除安全隐患；更换电刷时，电刷容易脱落。

为了解决现有技术的不足所造成的问题，本案发明人研究开发了一种具有磨损量监测功能的集电环碳刷。

技术实现要素：

本发明设计目的在于提供一种具有磨损量监测功能的集电环碳刷，通过在同一纵向上设置多个碳刷，使得电流分配更加均匀，在碳刷中设有传感器可以实时监测碳刷和集电环的温度及碳刷耗损量，实现自动化和智能化的监测，可对故障早期预警，便于处理和排除安全隐患，使用自锁机构，使得碳刷更换时不会脱落，便于碳刷的拆卸和安装。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

具有磨损量监测功能的集电环碳刷，包括集电环、前后套装于所述集电环上且用以支撑的前支架和后支架、通过带有凸起导块的安装板设于所述前支架和所述后支架之间且带有一卷簧的碳刷盒、带有用以监测磨损量及温度的传感器和无线信号传输模块的碳刷组件、与所述传感器通过导线连接或者无线通信且用以实时处理和显示监测数据的处理器、设于所述碳刷组件上且在发生警报时进行闪烁报警便于查找进行警报的所述碳刷组件的彩色信号灯、设于所述处理器附近且与所述彩色信号灯同时进行警报的警报器、用提供电能的电源，所述警报器为声音警报和警报灯闪烁的组合警报方式。

所述碳刷组件包括碳刷本体、设于所述碳刷本体内且带有用以监测磨损量和温度的探测头的所述传感器、设于所述碳刷本体内且用以与所述处理器进行无线通讯的所述无线信号传输模块、设于所述碳刷本体一端且用以与所述卷簧连接的连接块、用以将所述连接块可拆卸的安装于所述碳刷本体一端的紧固件，所述碳刷本体和所述连接块上均设有用以导线通过的导线槽，所述连接块上设有与所述导线槽连通的导线出口，所述碳刷本体上设有唯一的便于识别的标识号码，所述传感器上也设有与所述碳刷本体上的所述标识号码相同的所述标识号码，标示有相同所述标识号码的所述碳刷本体和所述传感器组装在一起，并将所述标识号码信息保存到所述处理器内。

所述传感器、所述彩色信号灯、所述无线信号传输模块均通过穿过所述导线槽和所述导线出口的导线与所述电源和所述处理器连接。

所述安装板两侧均设有用以限定和引导所述碳刷盒的所述凸起导块，所述安装板通过螺栓前后纵向固定安装于所述前支架和所述后支架之间，纵向方向上所述安装板的数量不少于两个，所述安装板相邻侧面依次通过螺栓固定连接，所述安装板均设有所述碳刷盒。

所述碳刷盒上设有用以安装所述碳刷组件的碳刷安装槽，所述碳刷盒上还设有用以持续推进所述碳刷组件的卷簧、用以实现所述碳刷盒安装于所述安装板后进行锁紧的自锁机构，所述碳刷安装槽的数量不少于两个，所述卷簧一端固定设于所述碳刷安装槽内、另一端与所述碳刷组件的端部可拆卸连接，所述碳刷盒两侧设有用以支撑和固定所述碳刷盒的安装翼板，所述安装翼板上均设有与所述安装板两侧的所述凸起导块相配合的滑动导槽，所述碳刷盒底部还设有一对用以增强所述碳刷盒与所述安装板之间稳定性且具有防震作用的弹性支撑件。

所述自锁机构包括一通过前安装孔和后安装孔活动安装于所述碳刷盒底部的锁紧旋钮杆、一端固定设于所述碳刷盒底部前端且与所述锁紧旋钮杆前部接触用以锁紧所述碳刷组件防止所述碳刷组件自动弹出的弹性锁紧片，所述锁紧旋钮杆后段为圆柱结构、前段为在旋转时可推动所述弹性锁紧片放松和锁紧所述碳刷组件的不规则单边凸起结构，所述锁紧旋钮杆尾部设有一便于旋转的锁紧旋钮，所述弹性锁紧片前端设有一用以卡紧所述碳刷组件的卡紧板和一用以缓冲防震的弹性片。

本发明具有的有益效果是：该碳刷结构简单，设计合理，安装和维护都十分方便，便于推广应用，在结构上通过在同一纵向上设置多个碳刷，使得电流分配更加均匀，便于散热；在碳刷中设有传感器可以实时监测碳刷和集电环的温度及碳刷耗损量，另外，通过在碳刷本体上设有标识号码和彩色信号灯，便于定位和查找，实现自动化和智能化的监测，可对故障早期预警，便于处理和排除安全隐患；同时，结合使用可锁紧和放松的自锁机构，使得碳刷更换时不会脱落，便于碳刷的拆卸和安装。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方案或技术特征，下面将对实施方案或技术特征中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明：具有磨损量监测功能的集电环碳刷应用布局结构图；

图2为本发明：具有磨损量监测功能的集电环碳刷中安装板结构图；

图3为本发明：具有磨损量监测功能的集电环碳刷局部结构图；

图4为本发明：具有磨损量监测功能的集电环碳刷局部结构图；

图5为本发明：具有磨损量监测功能的集电环碳刷中碳刷组件拆分图；

图6为本发明：具有磨损量监测功能的集电环碳刷中碳刷组件剖视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施实例，进一步阐述本发明。

参照图1～6所示的具有磨损量监测功能的集电环碳刷，包括集电环12、前后套装于所述集电环12上且用以支撑的前支架10和后支架11、通过带有凸起导块130的安装板13设于所述前支架10和所述后支架11之间且带有一卷簧23的碳刷盒2、带有用以监测磨损量及温度的传感器32和无线信号传输模块37的碳刷组件3、与所述传感器32通过导线连接或者无线通信且用以实时处理和显示监测数据的处理器4、设于所述碳刷组件3上且在发生警报时进行闪烁报警便于查找进行警报的所述碳刷组件3的彩色信号灯36、设于所述处理器4附近且与所述彩色信号灯36同时进行警报的警报器5、用于提供电能的电源6，所述警报器5为声音警报和警报灯闪烁的组合警报方式。

所述碳刷组件3包括碳刷本体30、设于所述碳刷本体30内且带有用以监测磨损量和温度的探测头31的所述传感器32、设于所述碳刷本体30内且用以与所述处理器4进行无线通讯的所述无线信号传输模块37、设于所述碳刷本体30一端且用以与所述卷簧23连接的连接块33、用以将所述连接块33可拆卸的安装于所述碳刷本体30一端的紧固件34，所述碳刷本体30和所述连接块33上均设有用以导线通过的导线槽38，所述连接块33上设有与所述导线槽38连通的导线出口39，所述碳刷本体30上设有唯一的便于识别的标识号码35，所述传感器32上也设有与所述碳刷本体30上的所述标识号码35相同的所述标识号码35，标示有相同所述标识号码35的所述碳刷本体30和所述传感器32组装在一起，并将所述标识号码35信息保存到所述处理器4内。

所述传感器32、所述彩色信号灯36、所述无线信号传输模块37均通过穿过所述导线槽38和所述导线出口39的导线与所述电源6和所述处理器4连接，进一步，为了线路整齐和便于梳理，可在前支架10和后支架11之间设置若干电路集线排或者坦克链式集线槽，各个碳刷组件3中的线路可以通国电路插接件与设于电路集线排或者坦克链式集线槽内的电路转换器连接。

所述安装板13两侧均设有用以限定和引导所述碳刷盒2的所述凸起导块130，所述安装板13通过螺栓前后纵向固定安装于所述前支架10和所述后支架11之间，纵向方向上所述安装板13的数量不少于两个，所述安装板13相邻侧面依次通过螺栓固定连接，所述安装板13均设有所述碳刷盒2。

所述碳刷盒2上设有用以安装所述碳刷组件3的碳刷安装槽200，所述碳刷盒2上还设有用以持续推进所述碳刷组件3的卷簧23、用以实现所述碳刷盒2安装于所述安装板13后进行锁紧的自锁机构21，所述碳刷安装槽200的数量不少于两个，所述卷簧23一端固定设于所述碳刷安装槽200内、另一端与所述碳刷组件3的端部相接处，所述碳刷盒2两侧设有用以支撑和固定所述碳刷盒2的安装翼板22，所述安装翼板22上均设有与所述安装板13两侧的所述凸起导块130相配合的滑动导槽220，所述碳刷盒2底部还设有一对用以增强所述碳刷盒2与所述安装板13之间稳定性且具有防震作用的弹性支撑件201。

所述自锁机构21包括一通过前安装孔212和后安装孔213活动安装于所述碳刷盒2底部的锁紧旋钮杆210、一端固定设于所述碳刷盒2底部前端且与所述锁紧旋钮杆210前部接触用以锁紧所述碳刷组件3防止所述碳刷组件3自动弹出的弹性锁紧片211，所述锁紧旋钮杆210后段为圆柱结构、前段为在旋转时可推动所述弹性锁紧片211放松和锁紧所述碳刷组件3的不规则单边凸起结构，所述锁紧旋钮杆210尾部设有一便于旋转的锁紧旋钮214，所述弹性锁紧片211前端设有一用以卡紧所述碳刷组件3的卡紧板216和一用以缓冲防震的弹性片215。

在使用时，随着碳刷组件3和集电环12之间的持续摩擦，碳刷组件3的长度和温度以及集电环12的温度都在不断的变短，当碳刷组件3的长度短到可以使得集电环12与探测头31接触或者碳刷组件3和集电环12的温度超过预设值的时候，传感器32通过导线或者通过无线信号传输模块37将信号传递给处理器4和警报器5，警报器5通过声音警报和警报灯闪烁的组合警报方式发出警报信号，提醒工作人员更换碳刷组件3或者采取降温措施，其中，警报信号为。

另外，为了更加准确的判断发生警报的碳刷组件3位置，碳刷本体30上安装有在发生警报时进行闪烁报警便于查找进行警报的碳刷组件3的彩色信号灯36，在安装过程中，对碳刷本体30和传感器32进行编号并粘贴标识号码35，同一标识号码35的碳刷本体30和传感器32组装在一起，并将标识号码35信息保存到处理器4内，在传感器32发出警报、给出磨损信息和温度信息后，处理器4上会显示磨损的传感器32的标识号码35、各个碳刷组件3和集电环12的温度信息，实现实时监测和及时预警，保证整个电机的正常可持续的运行。

该集电环碳刷结构简单，设计合理，安装和维护都十分方便，便于推广应用，在结构上通过在纵向上设置多个碳刷组件2，使得电流分配更加均匀，便于散热。在碳刷组件3中设有传感器32可以实时监测碳刷组件3和集电环12的温度及碳刷本体30耗损量，另外，通过在碳刷本体30上设有标识号码35和彩色信号灯36，便于定位和查找，实现自动化和智能化的监测，可对故障早期预警，便于处理和排除安全隐患；同时，结合使用可锁紧和放松的自锁机构21，使得碳刷组件3更换时不会脱落，便于碳刷组件2的拆卸和安装。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。