一种发电机励磁端碳刷更换装置的制作方法

1.本技术涉及发电机励磁结构检修技术领域，尤其涉及一种发电机励磁端碳刷更换装置。


背景技术：

2.碳刷是发电机励磁系统的重要部件，由于长时间与高速旋转的滑环接触，容易发生打火、接触不良、磨损严重等不正常运行工况，导致发电机无功功率不稳，电压波动，严重时还会造成发电机失磁，致使其进相运行甚至解列停机。因此碳刷更换、维护方法不当或不到位造成失磁，从而导致被迫停机的现象也时有发生。因此，发电机碳刷更换、维护工作尤为重要。
3.原始发电机集电滑环共分正负极两部分，每个极性集成滑环上有六组碳刷组成，每组共三个碳刷，共使用碳刷36个，碳刷均由刷架支撑，由u型卡簧紧固碳刷，碳刷刷辫通过螺丝固定在刷架上，在日常使用中，碳刷磨损的粉末附着在u型卡簧和刷架上，加上自身的导电性和润滑性，给检修工作造成极大不便，至此，现有技术中出现了盒式刷握结构，每次可以更换一组(4个)碳刷，然而该种盒式刷握结构在拆卸和更换碳刷时需要依赖厂家提供的专用工具，一种带有磁性的简单操作刷握，更换碳刷过程中刷盒的拆卸主要通过刷握的磁性固定。在更换过程中，需要操作人员技术娴熟，对操作人员要求高，发电机长期运行后可能产生刷握磁力的问题，稍有不慎将造成刷盒脱落，另外，现有技术中在检修拆卸刷盒的过程中容易导致碳刷从刷盒中脱出。


技术实现要素：

4.本技术通过提供一种发电机励磁端碳刷更换装置，解决了现有技术中的盒式刷握结构在拆卸和更换碳刷时需要依赖厂家的专用工具，需要操作人员技术娴熟，对操作人员要求高，发电机长期运行后可能产生刷握磁力容易造成刷盒脱落，拆卸的过程中容易导致碳刷从刷盒中脱出的技术问题，实现了通过简单的转动动作即可实现对碳刷的快速拆卸和更换，不需要依赖专用工具，操作简单，对操作人员要求低，刷盒安装后即被锁紧，避免出现刷盒脱落，在检修拆卸时，碳刷自动被固定在刷盒中，避免碳刷从刷盒中脱出，方便了检修人员的检修工作。
5.本技术提供的一种发电机励磁端碳刷更换装置，包括转柄组件、滑动支撑架、锁头、固定支撑架、碳刷安装组件、杠杆组件以及第一弹性件；所述转柄组件贯通所述滑动支撑架，并与所述滑动支撑架转动连接；所述固定支撑架固定连接于发电机励磁端，且所述固定支撑架的底端开设有锁槽；所述锁头固定连接于所述转柄组件的端部；所述滑动支撑架插接于所述固定支撑架，且所述锁头能够穿过所述锁槽；所述碳刷安装组件与所述滑动支撑架固定连接；所述杠杆组件设置于所述碳刷安装组件，且处于所述碳刷安装组件与所述滑动支撑架之间，所述杠杆组件的从动端伸入所述碳刷安装组件的内部；所述第一弹性件的底端连接于所述碳刷安装组件的外侧面，所述第一弹性件的顶端挤压所述杠杆组件的主
动端，且所述杠杆组件的主动端与所述转柄组件之间接触；所述转柄组件具有工作位和检修位的两种工作位置；当转动所述转柄组件到达所述工作位时，所述转柄组件带动所述锁头相对于所述锁槽转动，使得所述锁头与所述锁槽锁合，进而使得所述滑动支撑架通过所述转柄组件实现与所述固定支撑架之间的卡接，同时，所述转柄组件挤压所述杠杆组件的主动端和所述第一弹性件，使得所述杠杆组件的从动端缩回并离开所述碳刷安装组件的内部；当转动所述转柄组件到达所述检修位时，所述转柄组件带动所述锁头相对于所述锁槽转动，使得所述锁头与所述锁槽解锁，进而使得所述滑动支撑架与所述固定支撑架之间能够相对滑动，同时，所述转柄组件未挤压所述杠杆组件的主动端，所述第一弹性件将所述杠杆组件的主动端顶起，使得所述杠杆组件的从动端伸入到所述碳刷安装组件的内部。
6.在一种可能的实现方式中，所述转柄组件包括手柄和转轴；所述转轴的一端固定连接于所述手柄，所述转轴的另一端贯通所述滑动支撑架并与所述滑动支撑架转动连接；所述锁头固定连接于所述转轴背离所述手柄的端部；所述转轴的外侧向内开设有凹槽，当所述转柄组件处于所述检修位时，所述杠杆组件的主动端在所述第一弹性件的挤压下伸入到所述凹槽中，当所述转柄组件处于所述工作位时，所述转轴带动所述凹槽转动，使得所述杠杆组件的主动端离开所述凹槽并被所述转轴的外侧挤压。
7.在一种可能的实现方式中，所述碳刷安装组件包括刷盒和多个第二弹性件；所述刷盒内设置有多个碳刷槽，所述刷盒的侧面设置有所述杠杆组件；所述第二弹性件设置于所述碳刷槽内，能够挤压安装在所述碳刷槽中的碳刷；每一个所述碳刷槽向靠近所述杠杆组件的方向均开设有通孔，所述杠杆组件的从动端伸入至多个所述通孔中；所述刷盒与所述滑动支撑架固定连接。
8.在一种可能的实现方式中，所述杠杆组件包括u形套、转动轴、多个直连杆、多个弯折连杆和多个凸头；所述转动轴设置于所述刷盒的侧面，并依次贯通多个所述直连杆和多个所述弯折连杆，且分别与所述直连杆和所述弯折连杆转动连接；所述直连杆和所述弯折连杆的一端汇聚并固定连接于所述u形套，所述直连杆和所述弯折连杆的另一端分开设置并固定连接有所述凸头，所述凸头伸入所述通孔中；所述第一弹性件设置于所述u形套内；当转动所述转柄组件到达所述工作位时，所述转柄组件挤压所述u形套和所述第一弹性件，使得所述凸头的端部缩回至所述通孔中；当转动所述转柄组件到达所述检修位时，所述转柄组件未挤压所述u形套，所述第一弹性件将所述u形套顶起，使得所述凸头的端部穿过所述通孔并伸入到所述碳刷槽的内部。
9.在一种可能的实现方式中，所述转动轴与所述凸头之间的距离小于所述转动轴与所述u形套之间的距离。
10.在一种可能的实现方式中，所述转柄组件还包括第三弹性件和防护套；所述第三弹性件套接于所述转轴的顶端外侧，所述第三弹性件的一端与所述滑动支撑架顶端卡接，所述第三弹性件的另一端与所述手柄的底端卡接；所述防护套处于所述第三弹性件的外侧，且与所述手柄固定连接。
11.在一种可能的实现方式中，所述固定支撑架的内部开设有滑槽；所述滑动支撑架插接于所述滑槽并与所述滑槽滑动连接。
12.本技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
13.本技术通过采用转柄组件、滑动支撑架、锁头、固定支撑架、碳刷安装组件、杠杆组
件以及第一弹性件；将转柄组件贯通滑动支撑架，并与滑动支撑架转动连接；固定支撑架固定连接于发电机励磁端，且固定支撑架的底端开设有锁槽；锁头固定连接于转柄组件的端部；滑动支撑架插接于固定支撑架，且锁头能够穿过锁槽；碳刷安装组件与滑动支撑架固定连接；通过转柄组件能够带动滑动支撑架整体移动，从而便于将滑动支撑架插入到固定支撑架中，进而通过转柄组件的转动，带动锁头相对于锁槽转动，从而实现锁头与锁槽之间的锁紧，最终实现滑动支撑架与固定支撑架之间的锁紧；
14.杠杆组件设置于碳刷安装组件，且处于碳刷安装组件与滑动支撑架之间，杠杆组件的从动端伸入碳刷安装组件的内部；第一弹性件的底端连接于碳刷安装组件的外侧面，第一弹性件的顶端挤压杠杆组件的主动端，且杠杆组件的主动端与转柄组件之间接触；
15.转柄组件具有工作位和检修位的两种工作位置；
16.当转动转柄组件到达工作位时，转柄组件带动锁头相对于锁槽转动，使得锁头与锁槽锁合，进而使得滑动支撑架通过转柄组件实现与固定支撑架之间的卡接，即实现滑动支撑架与固定支撑架的相对锁紧，同时，转柄组件挤压杠杆组件的主动端和第一弹性件，使得杠杆组件的从动端缩回并离开碳刷安装组件的内部，不对碳刷安装组件内部的碳刷产生挤压力，此时碳刷安装组件也同步地被固定在发电机的励磁端，碳刷安装组件内的碳刷接触到发电机的励磁端，便于发电机进行发电工作；
17.当转动转柄组件到达检修位时，转柄组件带动锁头相对于锁槽转动，使得锁头与锁槽解锁，进而使得滑动支撑架与固定支撑架之间能够相对滑动，即此时，通过向外拔转柄组件，从而使得滑动支撑架从固定支撑架中拔出，同时，转柄组件未挤压杠杆组件的主动端，第一弹性件将杠杆组件的主动端顶起，使得杠杆组件的从动端伸入到碳刷安装组件的内部，通过第一弹性件的挤压，使得杠杆组件的从动端挤压碳刷安装组件内的碳刷，使得在拔出滑动支撑架和碳刷安装组件的过程中，碳刷不会从碳刷安装组件内脱出。
18.有效解决了现有技术中的盒式刷握结构在拆卸和更换碳刷时需要依赖厂家的专用工具，需要操作人员技术娴熟，对操作人员要求高，发电机长期运行后可能产生刷握磁力容易造成刷盒脱落，拆卸的过程中容易导致碳刷从刷盒中脱出的技术问题，实现了通过简单的转动动作即可实现对碳刷的快速拆卸和更换，不需要依赖专用工具，操作简单，对操作人员要求低，刷盒安装后即被锁紧，避免出现刷盒脱落，在检修拆卸时，碳刷自动被固定在刷盒中，避免碳刷从刷盒中脱出，方便了检修人员的检修工作。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本技术实施例提供的一种发电机励磁端碳刷更换装置的轴测图；
21.图2为本技术实施例提供的一种发电机励磁端碳刷更换装置的侧视图；
22.图3为本技术实施例提供的一种发电机励磁端碳刷更换装置的主视图；
23.图4为图3中a-a方向的剖视图；
24.图5为图3中去除固定支撑架后的处于工作位时的后视图；
25.图6为图3中去除固定支撑架后的处于检修位时的后视图；
26.图7为图6中去除手柄后的处于检修位时的轴测图；
27.图8为本技术实施例提供的杠杆组件、转轴处于检修位时的轴测图；
28.图9为本技术实施例提供的杠杆组件、转轴处于工作位时的轴测图；
29.图10为本技术实施例提供的刷盒的轴测图；
30.图11为本技术实施例提供的固定支撑架的轴测图；
31.图12为本技术实施例提供的第二弹性件的结构示意图。
32.附图标记：1-转柄组件；11-手柄；12-转轴；121-凹槽；13-第三弹性件；14-防护套；2-滑动支撑架；3-锁头；4-固定支撑架；41-锁槽；42-滑槽；5-碳刷安装组件；51-刷盒；511-碳刷槽；512-通孔；513-卡槽；52-第二弹性件；521-卡头；6-杠杆组件；61-u形套；62-转动轴；63-直连杆；64-弯折连杆；65-凸头；66-固定扣；7-第一弹性件。
具体实施方式
33.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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。
34.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实施例中的具体含义。
35.参照图1-12，本技术实施例提供的一种发电机励磁端碳刷更换装置，包括转柄组件1、滑动支撑架2、锁头3、固定支撑架4、碳刷安装组件5、杠杆组件6以及第一弹性件7；转柄组件1贯通滑动支撑架2，并与滑动支撑架2转动连接；固定支撑架4固定连接于发电机励磁端，且固定支撑架4的底端开设有锁槽41；锁头3固定连接于转柄组件1的端部；滑动支撑架2插接于固定支撑架4，且锁头3能够穿过锁槽41；碳刷安装组件5与滑动支撑架2固定连接；杠杆组件6设置于碳刷安装组件5，且处于碳刷安装组件5与滑动支撑架2之间，杠杆组件6的从动端伸入碳刷安装组件5的内部；第一弹性件7的底端连接于碳刷安装组件5的外侧面，第一弹性件7的顶端挤压杠杆组件6的主动端，且杠杆组件6的主动端与转柄组件1之间接触；转柄组件1具有工作位和检修位的两种工作位置；当转动转柄组件1到达工作位时，转柄组件1带动锁头3相对于锁槽41转动，使得锁头3与锁槽41锁合，进而使得滑动支撑架2通过转柄组件1实现与固定支撑架4之间的卡接，同时，转柄组件1挤压杠杆组件6的主动端和第一弹性件7，使得杠杆组件6的从动端缩回并离开碳刷安装组件5的内部；当转动转柄组件1到达检修位时，转柄组件1带动锁头3相对于锁槽41转动，使得锁头3与锁槽41解锁，进而使得滑动
支撑架2与固定支撑架4之间能够相对滑动，同时，转柄组件1未挤压杠杆组件6的主动端，第一弹性件7将杠杆组件6的主动端顶起，使得杠杆组件6的从动端伸入到碳刷安装组件5的内部。本技术实施例中锁头3的结构包括两个小凸起，即两个小凸起固定连接在转柄组件1的端部外侧，锁槽41的结构包括插孔和设置在插孔的两侧的小通槽，两个小通槽与插孔相连通，转柄组件1的端部能够插入到插孔中，同时两个小凸起能够穿过两个小通槽，从而，通过转柄组件1的转动带动两个小凸起相对于两个小通槽转动，实现通过小凸起卡接在锁槽41的外侧，实现锁头3与锁槽41的锁紧，同时实现滑动支撑架2与固定支撑架4之间的卡接；第一弹性件7选用弹簧，具体在使用时，当需要对碳刷进行检修和更换时，转动转柄组件1到达检修位，此时，两个小凸起转动至与两个小通槽对应的位置，便于锁头3从锁槽41中拔出，同时，转柄组件1转动至检修位时，不会挤压杠杆组件6的主动端，从而杠杆组件6的主动端在第一弹性件7的弹力作用下向上弹起，使得杠杆组件6的从动端被伸入到碳刷安装组件5的内部，进而对内部的碳刷的侧面进行挤压，使得碳刷被挤压在碳刷安装组件5的内部，此时，向外整体拔出转柄组件1时，滑动支撑架2会带动碳刷安装组件5整体向外拔出，在拔出的过程中不会出现碳刷脱出的情况；当碳刷更换完成需要对整体装置进行安装时，首先，手持转柄组件1，使得滑动支撑架2对准固定支撑架4并插入到固定支撑架4内，同时锁头3也穿过锁槽41，之后转动转柄组件1至工作位，使得锁头3卡接在锁槽41的外侧，实现锁紧，同时，转柄组件1转动至工作位后，挤压杠杆组件6的主动端，使得第一弹性件7被压缩，进而使得杠杆组件6的从动端从碳刷安装组件5的内部伸出，不再挤压碳刷，保证碳刷之后的正常工作。
36.参照图1-9，转柄组件1包括手柄11和转轴12；转轴12的一端固定连接于手柄11，转轴12的另一端贯通滑动支撑架2并与滑动支撑架2转动连接；锁头3固定连接于转轴12背离手柄11的端部；转轴12的外侧向内开设有凹槽121，当转柄组件1处于检修位时，杠杆组件6的主动端在第一弹性件7的挤压下伸入到凹槽121中，当转柄组件1处于工作位时，转轴12带动凹槽121转动，使得杠杆组件6的主动端离开凹槽121并被转轴12的外侧挤压。本技术实施例中在转轴12的外侧设置凹槽121，通过凹槽121的转动来实现检修位和工作位之间的切换，即转轴12转动至工作位时，凹槽121被转动至离开杠杆组件6的主动端，此时，通过转轴12的外侧对杠杆组件6的主动端进行挤压，当转轴12转动至检修位时，凹槽121被转动至面向杠杆组件6的主动端，使得杠杆组件6的主动端在第一弹性件7的作用下进入到凹槽121的空间中，即此时，杠杆组件6的主动端向远离碳刷安装组件5的方向移动了，则杠杆组件6的从动端就会伸入到碳刷安装组件5内，形成对碳刷的挤压，使得整体装置在拔出的过程中碳刷不会出现脱落的情况。
37.参照图1-3、5-7、10、12，碳刷安装组件5包括刷盒51和多个第二弹性件52；刷盒51内设置有多个碳刷槽511，刷盒51的侧面设置有杠杆组件6；第二弹性件52设置于碳刷槽511内，能够挤压安装在碳刷槽511中的碳刷；每一个碳刷槽511向靠近杠杆组件6的方向均开设有通孔512，杠杆组件6的从动端伸入至多个通孔512中；刷盒51与滑动支撑架2固定连接。本技术实施例中选择在刷盒51内设置四个碳刷槽511，可以一次性更换四个碳刷，第二弹性件52选用卡簧，该卡簧上设置有卡头521，刷盒51的侧面开设有卡槽513，第二弹性件52设置在碳刷槽511内，第二弹性件52的一端通过卡头521卡接在卡槽513中，从而最终卡接在碳刷槽511中，碳刷槽511用于滑动插接碳刷，在碳刷插接到碳刷槽511中时，通过第二弹性件52对碳刷进行挤压，使得在工作位时，碳刷通过第二弹性件52的挤压能够正常的接触到发电机
的励磁端；设置的通孔512，便于在检修位时，杠杆组件6的从动端能够通过穿过该通孔512挤压刷盒51内的碳刷。
38.参照图2、4-9，杠杆组件6包括u形套61、转动轴62、多个直连杆63、多个弯折连杆64和多个凸头65；转动轴62设置于刷盒51的侧面，并依次贯通多个直连杆63和多个弯折连杆64，且分别与直连杆63和弯折连杆64转动连接；直连杆63和弯折连杆64的一端汇聚并固定连接于u形套61，直连杆63和弯折连杆64的另一端分开设置并固定连接有凸头65，凸头65伸入通孔512中；第一弹性件7设置于u形套61内；当转动转柄组件1到达工作位时，转柄组件1挤压u形套61和第一弹性件7，使得凸头65的端部缩回至通孔512中；当转动转柄组件1到达检修位时，转柄组件1未挤压u形套61，第一弹性件7将u形套61顶起，使得凸头65的端部穿过通孔512并伸入到碳刷槽511的内部。本技术实施例中设置两个直连杆63和两个弯折连杆64，两个直连杆63处于中间，两个弯折连杆64处于外侧，两个直连杆63的一端分别固定连接在u形套61的两侧，两个弯折连杆64的一端弯折后汇聚到u形套61的两侧，使得两个直连杆63和两个弯折连杆64的一端通过u形套61连接为一体，转动轴62的两端转动连接有固定扣66，固定扣66固定连接在刷盒51的侧面，实现转动轴62与刷盒51之间的转动连接，两个直连杆63的另一端和两个弯折连杆64的另一端固定连接有凸头65，凸头65伸入到通孔512中，在工作位时，转轴12挤压u形套61，进而使得凸头65缩回至通孔512中(不再挤压碳刷)，在检修位时，u形套61在第一弹性件7的挤压下进入到凹槽121中，进而使得凸头65穿过通孔512伸入到碳刷槽511中，从而挤压碳刷，对碳刷进行固定，避免整体装置在拔出的过程中碳刷掉落。
39.参照图5-9，转动轴62与凸头65之间的距离小于转动轴62与u形套61之间的距离。本技术实施例中为了使得转动至检修位时，更加地省力，因而设置转动轴62与凸头65之间的距离小于转动轴62与u形套61之间的距离，从而巧妙地利用了杠杆省力的原理。
40.参照图4，转柄组件1还包括第三弹性件13和防护套14；第三弹性件13套接于转轴12的顶端外侧，第三弹性件13的一端与滑动支撑架2顶端卡接，第三弹性件13的另一端与手柄11的底端卡接；防护套14处于第三弹性件13的外侧，且与手柄11固定连接。本技术实施例中进一步设置第三弹性件13，目的是为了保证转动至工作位时，通过第三弹性件13能够对手柄11存在背离固定支撑架4方向的弹力，从而使得锁头3与锁槽41之间存在挤压力，能够使得锁头3与锁槽41之间卡接的更加牢固，此时，在每一次从工作位到检修位之间相互切换时，需要在转动手柄11的同时稍微沿着转轴12的轴向方向挤压手柄11(目的是能够挤压第三弹性件13)，在切换完成后，松手，使得第三弹性件13向外轴向挤压手柄11，从而使得锁头3与锁槽41之间卡接的更牢固。
41.参照图11，固定支撑架4的内部开设有滑槽42；滑动支撑架2插接于滑槽42并与滑槽42滑动连接。本技术实施例中设置滑槽42的目的是方便滑动支撑架2滑动插接到滑槽42中，固定支撑架4的两侧通过螺栓固定连接在发电机励磁端。
42.本技术实施例提供的一种发电机励磁端碳刷更换装置的工作原理如下：
43.当需要对碳刷进行检修和更换时，转动手柄11，带动转轴12转动，使得转柄组件1到达检修位，此时，两个小凸起转动至与两个小通槽对应的位置，便于锁头3从锁槽41中拔出，同时，转柄组件1转动至检修位时，不会挤压杠杆组件6的主动端，即u形套61在第一弹性件7的弹力作用下向上弹起并进入到凹槽121中，使得杠杆组件6的从动端被伸入到碳刷安
装组件5的内部，即四个凸头65穿过通孔512伸入到碳刷槽511中，从而挤压碳刷，对碳刷进行固定，此时，向外整体拔出转柄组件1时，滑动支撑架2会带动碳刷安装组件5整体向外拔出，在拔出的过程中能够避免碳刷掉落；当碳刷更换完成需要对整体装置进行安装时，首先，手持转柄组件1(仍然在检修位)，使得滑动支撑架2对准固定支撑架4的滑槽42并插入到固定支撑架4内，同时锁头3也穿过锁槽41，之后转动手柄11，使得转柄组件1至工作位，使得锁头3卡接在锁槽41的外侧，实现锁紧，同时，转柄组件1转动至工作位后，转轴12挤压u形套61，使得第一弹性件7被压缩，进而使得四个凸头65缩回至通孔512中，不再挤压碳刷，此时，碳刷在第二弹性件52的作用下被挤压到接触到发电机的励磁端，保证碳刷之后的正常工作。
44.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
45.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术技术方案的范围。