一种新能源电机测试台高速大扭矩主轴的制作方法

1.本发明涉及新能源汽车测试领域，尤其涉及一种新能源电机测试台高速大扭矩主轴。


背景技术：

2.高速大扭矩主轴主要应用于新能源电机测试台，新能源电动汽车电机测试台架主要对车用新能源电机及其操控器的惯例性能、耐久和负载进行实验，新能源电动汽车电机测试台能够在大扭矩和高转速工况下对新能源电机的性能进行检测，完成对新能源电动汽车的车用电机性能的测验工作。
3.现有技术中的主轴无法满足大扭矩、高转速的要求，由于主轴长时间运转后会产生高温，现有技术中对主轴进行散热的解决方式及润滑方法均比较单一，散热效果不佳，容易影响主轴的使用寿命，主轴与轴承之间的润滑度不够会造成电机难以达到目标转速，且现有技术在对主轴进行润滑时难以够兼顾散热功能。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种能够增大主轴与轴承的接触面、能够对主轴进行充分散热、能够利用高压空气将润滑油吹进轴承对其及主轴进行散热、能够保证主轴平滑顺畅的高速运转、可以在对主轴润滑同时起到散热的作用的新能源电机测试台高速大扭矩主轴，以解决上述背景技术中提出的现有技术中主轴无法满足大扭矩、高转速的要求、对主轴进行散热的解决方式及润滑方法均比较单一、主轴与轴承之间的润滑度不够会造成电机难以达到目标转速的问题。
5.本发明的技术方案为：一种新能源电机测试台高速大扭矩主轴，包括有主轴体支座，还包括有： 轴承套，主轴体支座上方对称安装有轴承套，轴承套内侧设置有第一轴承盖，轴承套外侧固接有第二轴承盖，轴承套、第一轴承盖与第二轴承盖共同组成轴承外壳； 第一圆柱支撑件，第一轴承盖和第二轴承盖之间共同呈周向分布的方式转动连接有第一圆柱支撑件，第一圆柱支撑件位于轴承套内，轴承套、第一轴承盖、第二轴承盖与第一圆柱支撑件共同组成轴承； 旋转主轴体，两个第一轴承盖上共同转动式连接有旋转主轴体，旋转主轴体与两个第二轴承盖转动式连接，旋转主轴体与第一圆柱支撑件相互接触，第一圆柱支撑件用于对旋转主轴体进行支撑； 水冷散热部件，主轴体支座内设置有水冷散热部件，水冷散热部件用于对旋转主轴体进行散热； 轴承高压润滑冷却部件，主轴体支座上设置有轴承高压润滑冷却部件，轴承高压润滑冷却部件用于对旋转主轴体润滑的同时对其进行散热。
6.在其中一个实施例中，第一圆柱支撑件分布式位于旋转主轴体周边，多个第一圆柱支撑件共同对旋转主轴体进行支撑，第一圆柱支撑件能够对旋转主轴体高速旋转产生的作用力进行分散，最大程度保证旋转主轴体稳定旋转。
7.在其中一个实施例中，水冷散热部件包括有水冷箱、水泵、双轴减速电机和螺旋贴
合管，主轴体支座内底部固定安装有水冷箱，水冷箱右侧设置有水泵，双轴减速电机固定安装在主轴体支座内底部，双轴减速电机输出轴一端与水泵固接，水泵上联接有螺旋贴合管，螺旋贴合管一端与水冷箱联接，旋转主轴体穿过螺旋贴合管。
8.在其中一个实施例中，螺旋贴合管不会与旋转主轴体接触，螺旋贴合管环绕于旋转主轴体外，增大螺旋贴合管与旋转主轴体上的热量的接触面积，螺旋贴合管用于充分有效的将旋转主轴体高速旋转产生的热量吸收。
9.在其中一个实施例中，轴承高压润滑冷却部件包括有储油盒、回流管、排气阀、过滤膜、输送管、单向阀、高压气泵和输气管，主轴体支座内后侧固定安装有一对储油盒，储油盒前侧上方连通有回流管，回流管顶端与轴承套底部连通，回流管贯穿主轴体支座，回流管上设置有排气阀，排气阀上设置有过滤膜，储油盒后侧上方连通有输送管，输送管一端与轴承套顶部连通，输送管穿过主轴体支座，储油盒前后两侧设置有单向阀，主轴体支座内底部固定安装有高压气泵，高压气泵与双轴减速电机输出轴另一端联接，高压气泵上固定连接有输气管，输气管顶端与两个储油盒接通，输气管贯穿主轴体支座。
10.在其中一个实施例中，还包括有高速辅助稳定部件，主轴体支座上设置有高速辅助稳定部件，高速辅助稳定部件包括有导向支架、活动轴承框、下压杆、支撑弹簧、第二圆柱支撑件、转速传感器、固定支架、电动推杆、斜面板、导向框、斜面下压架和复位弹簧，主轴体支座左右两侧固定安装有导向支架，导向支架上滑动式连接有两个活动轴承框，活动轴承框上固定连接有下压杆，活动轴承框与导向支架之间连接有一对支撑弹簧，活动轴承框内呈弧形分布的方式转动连接有第二圆柱支撑件，右侧的第二轴承盖右侧固接有转速传感器，主轴体支座后侧固定安装有固定支架，固定支架中央固定安装有电动推杆，电动推杆伸缩轴顶端焊接有斜面板，固定支架顶面对称固定连接有导向框，导向框上滑动式连接有斜面下压架，斜面板与斜面下压架相互接触，斜面下压架与下压杆相互接触，斜面下压架与导向框之间连接有一对复位弹簧。
11.在其中一个实施例中，还包括有冷却润滑部件，导向支架上设置有冷却润滑部件，冷却润滑部件包括有收集管、导流管、第一电磁阀和活动管，两导向支架底部共同固定连接有收集管，两导向支架顶部共同固定连接有导流管，导流管上设置有第一电磁阀，活动轴承框上连通有活动管，收集管顶端与两根活动管滑动式连接，导流管底端与另两根活动管滑动式连接。
12.在其中一个实施例中，还包括有温度传感器，主轴体支座内上方设置有温度传感器。
13.在其中一个实施例中，还包括有硬质管和第二电磁阀，主轴体支座上连通有两根硬质管，硬质管上设置有第二电磁阀。
14.在其中一个实施例中，还包括有中控盒，主轴体支座上固定安装有中控盒，中控盒包括有开关电源、电源模块和控制模块，开关电源为整个装置供电，开关电源输出端和电源模块通过电路连接，电源模块输入端通过电路连接有电源总开关，电源模块和控制模块通过电性连接，控制模块上连接有ds1302时钟电路和24c02电路，转速传感器和温度传感器与控制模块通过电路连接，双轴减速电机、电动推杆、第一电磁阀和第二电磁阀均与控制模块通过外围电路连接。
15.有益效果：
通过水泵的作用，使得水冷箱及螺旋贴合管内的冷却液循环流动，螺旋贴合管内的冷却液能够将旋转主轴体高速旋转产生的热量有效吸收并传导至主轴体支座上，从而实现对旋转主轴体进行散热的目的，主轴体支座内的冷却油液能够将螺旋贴合管上的热量吸收，达到辅助散热的目的。
16.通过设置的高压气泵，高压空气对储油盒内的润滑油进行冲击，通过单向阀的作用，高压空气将润滑油吹至高速旋转的旋转主轴体及第一圆柱支撑件上，润滑油对旋转主轴体及第一圆柱支撑件进行润滑，保证旋转主轴体能够平滑顺畅的高速旋转。
17.润滑油经过旋转主轴体及第一圆柱支撑件时，带有冷空气的润滑油能够将旋转主轴体及第一圆柱支撑件上的热量带走，从而达到对第一圆柱支撑件及旋转主轴体进行散热的目的。
18.通过转速传感器对旋转主轴体转速进行实时监测，当旋转主轴体转速超过预设值时，控制模块控制电动推杆伸长，使第二圆柱支撑件与旋转主轴体紧密贴合，第二圆柱支撑件进一步对旋转主轴体进行支撑，保证旋转主轴体稳定运行。
19.通过设置的温度传感器，温度传感器检测到主轴体支座内的冷却油液的温度超过预设值，控制模块控制报警系统发出警报，从而提示工作人员让主轴体支座停止转动，同时对主轴体支座内的冷却油液进行更换，使得冷却油液能够充分将螺旋贴合管上的热量吸收，间接对旋转主轴体进行散热。
附图说明
20.图1为本发明的第一种立体结构示意图。
21.图2为本发明的第二种立体结构示意图。
22.图3为本发明的部分立体结构示意图。
23.图4为本发明水冷散热部件的部分剖视立体结构示意图。
24.图5为本发明的第一种部分剖视立体结构示意图。
25.图6为本发明的第二种部分剖视立体结构示意图。
26.图7为本发明水冷散热部件的剖视立体结构示意图。
27.图8为本发明轴承高压润滑冷却部件的部分剖视立体结构示意图。
28.图9为本发明轴承高压润滑冷却部件的部分立体结构示意图。
29.图10为本发明储油盒和单向阀的剖视立体结构示意图。
30.图11为本发明高速辅助稳定部件的第一种部分立体结构示意图。
31.图12为本发明高速辅助稳定部件的第二种部分立体结构示意图。
32.图13为本发明高速辅助稳定部件的第三种部分立体结构示意图。
33.图14为本发明冷却润滑部件的部分拆分立体结构示意图。
34.图15为本发明的第三种部分剖视立体结构示意图。
35.图16为本发明的电路框图。
36.图17为本发明的电路原理图。
37.图中标记为：1
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主轴体支座，2
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轴承套，3
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第一轴承盖，4
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第二轴承盖，5
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第一圆柱支撑件，6
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旋转主轴体，7
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水冷散热部件，71
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水冷箱，72
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水泵，73
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双轴减速电机，74
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螺旋贴合管，8
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轴承高压润滑冷却部件，81
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储油盒，82
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回流管，83
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排气阀，84
‑
过滤膜，85
‑
输送
管，86
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单向阀，87
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高压气泵，88
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输气管，9
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中控盒，10
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高速辅助稳定部件，101
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导向支架，102
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活动轴承框，103
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下压杆，104
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支撑弹簧，105
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第二圆柱支撑件，106
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转速传感器，108
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固定支架，109
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电动推杆，1010
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斜面板，1011
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导向框，1012
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斜面下压架，1013
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复位弹簧，11
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冷却润滑部件，111
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收集管，112
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导流管，113
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第一电磁阀，114
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活动管，12
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温度传感器，13
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硬质管，14
‑
第二电磁阀。
具体实施方式
38.为了使本发明的目的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
39.实施例1一种新能源电机测试台高速大扭矩主轴，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，包括有主轴体支座1、轴承套2、第一轴承盖3、第二轴承盖4、第一圆柱支撑件5、旋转主轴体6、水冷散热部件7和轴承高压润滑冷却部件8，主轴体支座1上方对称安装有轴承套2，主轴体支座1用于储存冷却油液，轴承套2内侧设置有第一轴承盖3，轴承套2外侧固接有第二轴承盖4，第一轴承盖3和第二轴承盖4之间共同呈周向分布的方式转动连接有第一圆柱支撑件5，第一圆柱支撑件5位于轴承套2内，两个第一轴承盖3上共同转动式连接有旋转主轴体6，旋转主轴体6与两个第二轴承盖4转动式连接，旋转主轴体6与第一圆柱支撑件5相互接触，第一圆柱支撑件5用于对旋转主轴体6进行支撑，主轴体支座1内设置有水冷散热部件7，水冷散热部件7用于对旋转主轴体6进行散热，主轴体支座1上设置有轴承高压润滑冷却部件8。
40.水冷散热部件7包括有水冷箱71、水泵72、双轴减速电机73和螺旋贴合管74，主轴体支座1内底部固定安装有水冷箱71，水冷箱71用于存储冷却液，水冷箱71右侧设置有水泵72，双轴减速电机73固定安装在主轴体支座1内底部，双轴减速电机73输出轴一端与水泵72固接，水泵72上联接有用于输送冷却液的螺旋贴合管74，螺旋贴合管74一端与水冷箱71联接，水泵72用于将水冷箱71内的冷却液抽至螺旋贴合管74中，旋转主轴体6穿过螺旋贴合管74。
41.轴承高压润滑冷却部件8包括有储油盒81、回流管82、排气阀83、过滤膜84、输送管85、单向阀86、高压气泵87和输气管88，主轴体支座1内后侧固定安装有一对用于储存润滑油的储油盒81，储油盒81前侧上方连通有回流管82，回流管82顶端与轴承套2底部连通，回流管82贯穿主轴体支座1，回流管82上设置有用于排气的排气阀83，排气阀83上设置有过滤膜84，滤膜84用于对润滑油中的热空气进行过滤，储油盒81后侧上方连通有用于输送润滑油的输送管85，输送管85一端与轴承套2顶部连通，输送管85穿过主轴体支座1，储油盒81前后两侧设置有单向阀86，主轴体支座1内底部固定安装有高压气泵87，高压气泵87用于将外界空气抽入输气管88内，高压气泵87与双轴减速电机73输出轴另一端联接，高压气泵87上固定连接有输气管88，输气管88顶端与两个储油盒81接通，输气管88贯穿主轴体支座1。
42.主轴体支座1内装有冷却油液，水冷箱71内存储有冷却液，储油盒81内装有润滑油，此设备正常运作时，旋转主轴体6高速旋转，旋转主轴体6会产生高热量，第一圆柱支撑件5共同对旋转主轴体6进行支撑，第一圆柱支撑件5能够对旋转主轴体6高速旋转产生的作
用力进行分散，保证设备稳定运行。人们按下电源总开关，使得本装置通电，工作人员操作远端控制中心设置该设备的工作参数数据，远端控制中心将该设备的工作参数数据信号发送至控制模块，控制模块接收信号后控制双轴减速电机73启动，双轴减速电机73转动带动水泵72运作，水泵72将水冷箱71内的冷却液抽至螺旋贴合管74中，随后螺旋贴合管74内的冷却液流回水冷箱71内，使得水冷箱71及螺旋贴合管74内的冷却液循环流动，螺旋贴合管74内的冷却液能够将旋转主轴体6高速旋转产生的热量有效吸收并传导至主轴体支座1上，从而实现对旋转主轴体6进行散热的目的，主轴体支座1内的冷却油液能够将螺旋贴合管74上的热量吸收，达到辅助散热的目的。
43.双轴减速电机73转动的同时会带动高压气泵87运作，高压气泵87将外界空气抽入输气管88内，输气管88内高压空气对储油盒81内的润滑油进行冲击，通过单向阀86的作用，高压空气将润滑油吹进输送管85内，润滑油再流至轴承套2内的旋转主轴体6上，对高速旋转的旋转主轴体6及第一圆柱支撑件5进行润滑，同时带有冷空气的润滑油能够将旋转主轴体6及第一圆柱支撑件5上的热量带走，随后润滑油通过回流管82流回储油盒81内，润滑油中的热空气会通过过滤膜84及排气阀83排出。重复上述操作，使得润滑油循环流动对旋转主轴体6及第一圆柱支撑件5进行润滑及散热，保证旋转主轴体6能够平滑顺畅的旋转。
44.实施例2在实施例1的基础之上，如图11、图12和图13所示，还包括有高速辅助稳定部件10，主轴体支座1上设置有高速辅助稳定部件10，高速辅助稳定部件10用于进一步对旋转主轴体6进行支撑，高速辅助稳定部件10包括有导向支架101、活动轴承框102、下压杆103、支撑弹簧104、第二圆柱支撑件105、转速传感器106、固定支架108、电动推杆109、斜面板1010、导向框1011、斜面下压架1012和复位弹簧1013，主轴体支座1左右两侧固定安装有导向支架101，导向支架101上滑动式连接有两个活动轴承框102，活动轴承框102上固定连接有下压杆103，活动轴承框102与导向支架101之间连接有一对支撑弹簧104，活动轴承框102内呈弧形分布的方式转动连接有第二圆柱支撑件105，右侧的第二轴承盖4右侧固接有转速传感器106，转速传感器106用于监测旋转主轴体6的转速，主轴体支座1后侧固定安装有固定支架108，固定支架108中央固定安装有电动推杆109，电动推杆109伸缩轴顶端焊接有斜面板1010，固定支架108顶面对称固定连接有导向框1011，导向框1011上滑动式连接有斜面下压架1012，斜面板1010与斜面下压架1012相互接触，斜面板1010用于推动斜面下压架1012相对运动，斜面下压架1012与下压杆103相互接触，斜面下压架1012用于推动下压杆103及活动轴承框102相向运动，斜面下压架1012与导向框1011之间连接有一对复位弹簧1013。
45.转速传感器106用于对旋转主轴体6转速进行实时监测，当旋转主轴体6转速超过预设值时，转速传感器106监测出旋转主轴体6转速过高，转速传感器106将信号传递至控制模块，控制模块控制电动推杆109伸长，电动推杆109伸长带动斜面板1010向上运动，斜面板1010推动斜面下压架1012相对运动，斜面下压架1012会推动下压杆103及活动轴承框102相向运动，使得第二圆柱支撑件105与旋转主轴体6紧密贴合，第二圆柱支撑件105进一步对旋转主轴体6进行支撑，保证旋转主轴体6稳定运行。
46.实施例3在实施例2的基础之上，如图11和图14所示，还包括有冷却润滑部件11，导向支架101上设置有冷却润滑部件11，冷却润滑部件11用于对旋转主轴体6及第二圆柱支撑件105
进行润滑，冷却润滑部件11包括有收集管111、导流管112、第一电磁阀113和活动管114，两导向支架101底部共同固定连接有用于收集使用后的润滑油的收集管111，两导向支架101顶部共同固定连接有用于输送润滑油的导流管112，导流管112上固定安装有第一电磁阀113，活动轴承框102上连通有活动管114，第一电磁阀113用于将活动管114关闭或打开，收集管111顶端与两根活动管114滑动式连接，导流管112底端与另两根活动管114滑动式连接。
47.电动推杆109伸长2秒后，控制模块控制第一电磁阀113打开，外界输油管会将润滑油通过导流管112及活动管114输送至旋转主轴体6上，润滑油对旋转主轴体6及第二圆柱支撑件105进行润滑，随之润滑油掉落至下方的活动轴承框102内，润滑油会通过活动管114及收集管111流出。当旋转主轴体6转速低于预设值时，转速传感器106监测出旋转主轴体6转速降低，转速传感器106将信号传递至控制模块，控制模块控制第一电磁阀113关闭，外界输油管不再将润滑油输送至导流管112内。
48.第一电磁阀113关闭一分钟后，活动轴承框102内的润滑油完全流出，控制模块控制电动推杆109收缩，电动推杆109收缩带动斜面板1010向下运动，斜面板1010与斜面下压架1012分离，被拉伸的复位弹簧1013复位带动斜面下压架1012相向运动复位，斜面下压架1012与下压杆103分离，被拉伸的支撑弹簧104复位带动活动轴承框102及其上装置相对运动复位，使得第二圆柱支撑件105与旋转主轴体6分离。
49.实施例4在实施例3的基础之上，如图15所示，还包括有温度传感器12，主轴体支座1内上方设置有温度传感器12，温度传感器12用于检测主轴体支座1内的冷却油液的温度。
50.温度传感器12用于实时监测主轴体支座1内的冷却油液的温度，当旋转主轴体6高速旋转发热严重时，螺旋贴合管74无法将旋转主轴体6上的热量吸收，温度传感器12能够检测到主轴体支座1内的冷却油液的温度超过预设值，温度传感器12将检测信号传递至控制模块，控制模块控制报警系统发出警报，从而提示工作人员让主轴体支座1停止转动。
51.实施例5在实施例4的基础之上，如图15所示，还包括有硬质管13和第二电磁阀14，主轴体支座1上连通有两根硬质管13，硬质管13用于输送冷却油液，硬质管13上设置有第二电磁阀14，第二电磁阀14用于将硬质管13打开或关闭。
52.当温度传感器12能够检测到主轴体支座1内的冷却油液的温度超过预设值时，温度传感器12将检测信号传递至控制模块，控制模块控制两个第二电磁阀14打开，使得外界输油管道朝其中一根硬质管13内输送冷却油液至主轴体支座1内，使得主轴体支座1内高温的冷却油液从另一根硬质管13内排出，实现对主轴体支座1内的冷却油液进行更换的目的，使得冷却油液能够充分将螺旋贴合管74上的热量吸收，间接对旋转主轴体6进行散热。
53.还包括有中控盒9，主轴体支座1上固定安装有中控盒9，中控盒9包括有开关电源、电源模块和控制模块，开关电源为整个装置供电，开关电源输出端和电源模块通过电路连接，电源模块输入端通过电路连接有电源总开关，电源模块和控制模块通过电性连接，控制模块上连接有ds1302时钟电路和24c02电路，转速传感器106和温度传感器12与控制模块通过电路连接，双轴减速电机73、电动推杆109、第一电磁阀113和第二电磁阀14均与控制模块通过外围电路连接。
54.以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。