[发明专利]改进交流传动系统轴承和齿轮疲劳寿命的装置及方法

摘要

本发明涉及一种逆变器供电的交流传动驱动系统，特别涉及一种改进此系统承载能力和疲劳寿命的装置及方法。该装置主要由交流驱动电机系统、轴承系统、齿轮系统和接地系统四部分组成。电机系统包含交流异步电机3和薄板联轴器4；轴承系统主要包含球轴承1、9以及圆柱滚子轴承6、8、12和14；齿轮系统包含齿轮轴7和大齿轮11；接地系统主要包含电机非驱动端接地导电纤维刷2、薄板联轴器4和齿轮轴7间的导电纤维接地环5、齿轮轴7非电机侧接地导电纤维刷10、以及主轴两端的接地导电纤维刷13和15。该装置在设计初期考虑了电流电蚀对轴承和齿轮系统寿命的影响，提高了采用逆变器供电的交流传动系统的疲劳寿命及可靠性。 1

主权项

1.一种改进交流传动系统轴承和齿轮疲劳寿命的装置及方法,其特征在于:包括交流驱动电机系统、轴承系统、齿轮系统和接地系统；交流驱动电机系统包含交流异步电机(3)和薄板联轴器(4)，薄板联轴器(4)一端与交流异步电机(3)的转子相连接，另一端与齿轮轴(7)相连接；轴承系统主要包含绝缘球轴承(1)、(9)以及绝缘圆柱滚子轴承(6)、(8)、(12)和(14)，其中轴承(6)、(8)、(10)共同支撑齿轮轴(7)；齿轮系统包含齿轮轴(7)和大齿轮(11)，齿轮轴(7)和大齿轮(11)相啮合，传动动力；接地系统主要包含电机非驱动端接地导电纤维刷(2)、薄板联轴器(4)和齿轮轴(7)间导电纤维接地环(5)、齿轮轴(7)非电机侧接地导电纤维刷(10)、以及主轴两端的接地导电纤维刷(13)和(15)。

2.根据权利要求1所述的一种改进交流传动系统轴承和齿轮疲劳寿命的装置及方法,其特征在于：该装置及方法还包括在对轴承系统中球轴承(1)、(9)，圆柱滚子轴承(6)、(8)、(12)和(14)进行疲劳寿命设计时，引入电蚀应力修正系数a_electric，将疲劳寿命计算公式L_na＝a₁·a₂·a₃·L₃修正为L_na,electric＝a_electrica₁·a₂·a₃·L₃，a_electric取值范围为0～1。

3.根据权利要求1所述的一种改进交流传动系统轴承和齿轮疲劳寿命的装置及方法,其特征在于：该装置及方法还包括球轴承(1)、(9)，圆柱滚子轴承(6)、(8)、(12)和(14)以及齿轮系齿轮轴(7)和大齿轮(11)诸元件，发生滚动和滑动接触运行时，某些元件承受更高数值的应力循环,其改进包括：将所有元件进行热处理。热处理后硬度值大体一样,将承受较多次数应力循环的元件热处理到洛氏硬度C值在58到64之间，且：将其他元件热处理到洛氏硬度HRC比承受较多次数应力循环的元件高1到2个数值，从而改进该驱动系统轴承和齿轮的载荷承载能力和疲劳寿命。

4.根据权利要求1所述的一种改进交流传动系统轴承和齿轮疲劳寿命的装置及方法,其特征在于：该装置及方法还包括接地系统中含电机非驱动端接地导电纤维刷(2)、电机薄板联轴器和齿轮轴间导电纤维接地环(5)、齿轮轴(7)非电机侧接地导电纤维刷(10)、以及主轴两端的接地导电纤维刷(13)和(15)的安装方式和制造技术，这些接地导电纤维刷或环的安装位置，均是处于电机轴承电流路径(16)流经位置处，此种接地刷不是采用铜环加碳棒形式，而是采用铝环加导电纤维制造技术，其形式有环形接地环(5)和T型接地刷(2)、(10)、(13)和(15)两种。