專利名稱：風扇轉子動平衡校正方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于轉動件平衡校正方法及裝置，特別是一種風扇轉子動平衡校正方法及裝置。
動平衡校正方法一般系以具有振動傳感器及相位計的動平衡校正機，于風扇轉動時量測其振動訊號，該振動訊號包括風扇的振動量，諸如振幅大小(位移)、振輻速度、振幅加速度、不平衡量之相位及頻率等，系經由相位影響系數法或標準件不平衡傳遞法，量測該風扇轉子的不平衡質量的大小及位置。之后，再參考檢驗標準，以減低該不平衡質量，或在其對稱點增加該不平衡質量的方式，以達到檢驗標準的要求。
然而，于不同轉速下，所量行的振動量并不相同，且該習用方法的檢驗標準僅系由各制造商以統計方式各自訂定，而并未提供依共同的檢驗或評估的標準。風扇的動平衡檢測，牽涉到許多復雜的參數，諸如風扇的尺寸、重量、扇葉的尺寸、不平衡的質量及位置及工作轉速等等。即使相同型式的風扇也很難利用單一的量測數值決定該風扇的優劣。然而，先前技術中并未提供能夠輕易量測或評估風扇品質的適當的方法或裝置。
此外，風扇制造商提供的另一檢測方式，系以手指感覺判斷該風扇振動量大小，此種量測方式不僅能夠感測該風扇徑向(radial)的振動，同時亦可感測該風扇軸向(axial)的振動。然而，先前技術所提供的加速規或速度規，皆系用以量測徑向的動量，而并非軸向的動量。因此便無法完全取代手工量測的過程，從而使得手指感覺量測徑向的振動不佳而徑平衡良好的風扇通過管檢測。
有鑒于此，便有必要提供一種風扇轉子動平衡校正方法及裝置，能夠同時量測徑向及軸向振動，并可在共同的檢驗標準下，進行動平衡量測及校正作業。
本發明校正方法包括將一個已知不平衡量及相角的標準風扇(或待測風扇)置于振動臺，量測其轉動時的不平衡振動向量；將標準風扇的已知的不平衡量及相角輸入平衡機內，求得振動向量及不平衡向量間的影響系數，藉此，將標準風扇的不平衡質量及相角傳遞至平衡機，完成標準件傳遞的功能；藉由標準風扇的質量及相角，(或將已知重量的試重于待測風扇的特定位置上，并量測其與試重合并后轉動時不平衡振動向量)量測待測風扇的不平衡重量、相角；計算平衡等級；本發明校正裝置包括用以收集并分析振動訊號的平衡分析儀、供使用者輸入條件參數的輸入結構、用以將風扇相對固定于其特定位置上的振動臺、用以將量測后風扇的徑向及軸向振動量傳送至平衡分析儀的振動傳感器、置于振動臺上方并電氣連接至平衡分析儀的電子開關；電子開關用以將量測后的風扇轉速及相位傳送至平衡分析儀。
其中校正方法還包括計算待測風扇增/減質量的大小與位置，藉以使待測風扇合于預定的平衡等級。
校正方法還包括計算待測風扇合于預定平衡標準所需的增/減質量的大小與位置，藉由增/減待測風扇的質量，使待測風扇合于預定的平衡等級。
光電開關為光纖光電開關。
平衡分析儀系藉由收集并分析徑向及軸向振動量，計算待測風扇合于預定的平衡標準所需的增/減質量的大小及位置，藉由增/減待測風扇的質量，使待測風扇合于預定的平衡等級。
平衡等級系為ISO1940平衡品質等級。
由于本發明校正方法包括將一個已知不平衡量及相角的標準風扇置于振動臺，量測其轉動時的不平衡振動向量；將已知的不平衡量及相角輸入平衡機內，求得振動向量及不平衡向量間的影響系數，藉此，將標準風扇的不平衡質量及相角傳遞至平衡機；藉由標準風扇的質量及相角，量測待測風扇的不平衡重量、相角；計算平衡等級；本發明校正裝置包括平衡分析儀、供輸入結構、振動臺、振動傳感器及電子開關。以本發明的平衡分析儀利用相位影響系數法或標準件不平衡傳遞法量測風扇或轉動件的軸向及徑向振動，藉以量測該風扇或轉動件的偏心矩；之后，參考平衡品質等級，藉以作為判斷該風扇或轉動件的振動等級標；因此，本發明能夠節省動平衡的操作步驟，提升工作效益，且藉由轉子動平衡的規范，統一風扇制造業對風扇好壞的認定，消除紛爭；不僅檢驗規范，而且準確計算平衡等級，從而達到本發明的目的。
圖2、為本發明風扇轉子動平衡校正裝置結構示意側視圖。
電子開關50系置于振動臺30上方并電氣連接至平衡分析儀20。
精于本技術領域可了解電子開關50可為光纖光電開關、繼電器耦合開關(relay coupler)等等。
本發明風扇轉子動平衡校正方法系由檢測人員首先將待測風扇5固定置于振動臺30上，接著輸入該風扇6的條件參數，該條件參數為操作運轉參數，其包括轉子重量M、工作轉速ω、平衡半徑r及檢測標準參數。檢測標準參數諸如容許轉子平衡等級(即ISO1940平衡品質等級；ISO1940 Balancing QualityGrade；以G表示)及容許軸向振動量。
在檢測人員按下啟動鍵后，風扇5開始轉動，同時電子開關50亦開始量測風扇5的轉速。當達到工作轉速時，該振動傳感器40將量測風扇5的振動量，同時電子開關50將量測不平衡量的相位。
本發明風扇轉子動平衡校正方法系為本發明風扇轉子動平衡校正裝置10系利用振動傳感器40測量振動量，另外，再利用電子開關50與風扇5上的參考點共同作用，以作為相位參考的相位計。當風扇5的參考點通過電子開關50時，即觸發PB230平衡機取樣。如此，轉一圈通過一次參考點所取得的振動波形相有相位的關系，此e即為振動向量。之后，當加上已知重量的試重于風扇5特定位置上，再轉動風扇5至相同轉速，藉此取得合成的不平衡振動合成信號。此時，電腦會藉由原始的振動向量與加上該已知重量的試重后所引起的另一振動向量，參考該已知重量試重的重量后、利用平行四邊形法，以導出該風扇5的不平衡的重量及相對應的角度。即計算待測風扇5合于預定平衡標準所需的增/減質量的大小與位置，藉由增/減待測風扇5的質量，使待測風扇5合于預定的為ISO1940平衡品質等級。
本發明風扇轉子動平衡校正方法另一實施例的步驟為利用一個已知不平衡量及相角的標準風扇(Reference fan)，置于振動臺30，量測其轉動時的不平衡振動向量；再將該標準風扇的已知的不平衡量及相角輸入PB210M平衡機內，藉此求得振動向量及不平衡向量間的影響系數，而將該標準風扇的質量及相角傳遞至平衡機，完成標準件傳遞的功能；待測風扇5可僅藉由單一的測試步驟，得知其不平衡重量及相對應的角度，而不需要前述步驟的第二次已知重量的試重的量測過程；藉由標準風扇的質量及相角，量測待測風扇的不平衡重量、相角。
此時，該平衡分析儀將根據先前輸入的轉子重量及與工作轉速計算待測風扇5的ISO1940平衡品質等級。
G(轉子平衡等級)＝e(轉子偏心距)×ω(轉速)；e(轉子偏心距)＝U(殘余不平衡)/M(轉子質量)藉此，求出該風扇5的殘余不平衡質量及不平衡角度修正角度。另根據輸入的平衡半徑與U＝m×r的關系，求出刪除質量。若該風扇5的平衡等級低于要求的等級(G值越低，其平衡品質等級越高)，則計算修正的角度及重量，操作者只要依指示加以平衡，就可以達到業者要求的ISO1940平衡品質等級。亦即平衡分析儀20將輸出該風扇于5某一徑向或較向位置上所需增加或減少質量，即可達到平衡等級的要求。之后，可再重復上述步驟，藉以確認該風扇5是否合于規定的平衡標準。
此外，該平衡分析儀20另可顯示該振動臺30所量測的軸向振動量，亦即可取代先前技術中利用手工量測徑向振動的步驟。因此，本發明的動平衡校正裝置10能夠提供科學、標準化的作業程序。
綜前所述，本發明的平衡分析儀20利用相位影響系數法或標準件不平衡傳遞法量測風扇或轉動件的軸向及徑向振動，藉以量測該風扇5或轉動件的偏心矩。之后，參考ISO1940平衡品質等級，藉以作為判斷該風扇5或轉動件的振動等級標準。因此，本發明能夠節省動平衡的操作步驟，提升工作效益，且藉由ISO1940轉子動平衡的規范，統一風扇制造業對風扇好壞的認定，消除紛爭。
權利要求
1.一種風扇轉子動平衡校正方法，其特征在于它包括下列步驟將一個已知不平衡量及相角的標準風扇置于振動臺，量測其轉動時的不平衡振動向量；將標準風扇的已知的不平衡量及相角輸入平衡機內，求得振動向量及不平衡向量間的影響系數，藉此，將標準風扇的不平衡質量及相角傳遞至平衡機，完成標準件傳遞的功能；藉由標準風扇的質量及相角，量測待測風扇的不平衡重量、相角；計算平衡等級。
2.根據權利要求1所述的風扇轉子動平衡校正方法，其特征在于它還包括計算待測風扇增/減質量的大小與位置，藉以使待測風扇合于預定的平衡等級。
3.根據權利要求1所述的風扇轉子動平衡校正方法，其特征在于所述的平衡等級系為ISO1940平衡品質等級。
4.一種風扇轉子動平衡校正方法，其特征在于它包括下列步驟將待測風扇置于風扇固定機構，并量測其轉動時的不平衡振動向量；將已知重量的試重于待測風扇的特定位置上，并量測其與試重合并后轉動時不平衡振動向量；計算待測風扇的不平衡的重量及相對應的角度；計算平衡等級。
5.根據權利要求4所述的風扇轉子動平衡校正方法，其特征在于它還包括計算待測風扇合于預定平衡標準所需的增/減質量的大小與位置，藉由增/減待測風扇的質量，使待測風扇合于預定的平衡等級。
6.根據權利要求4所述的風扇轉子動平衡校正方法，其特征在于所述的平衡等級系為ISO1940平衡品質等級。
7.一種風扇轉子動平衡校正裝置，其特征在于它包括用以收集并分析振動訊號的平衡分析儀、供使用者輸入條件參數的輸入結構、用以將風扇相對固定于其特定位置上的振動臺、用以將量測后風扇的徑向及軸向振動量傳送至平衡分析儀的振動傳感器、置于振動臺上方并電氣連接至平衡分析儀的電子開關；電子開關用以將量測后的風扇轉速及相位傳送至平衡分析儀。
8.根據權利要求7所述的風扇轉子動平衡校正裝置，其特征在于所述的光電開關為光纖光電開關。
9.根據權利要求7所述的風扇轉子動平衡校正裝置，其特征在于所述的平衡分析儀系藉由收集并分析徑向及軸向振動量，計算待測風扇合于預定的平衡標準所需的增/減質量的大小及位置，藉由增/減待測風扇的質量，使待測風扇合于預定的平衡等級。
10.根據權利要求9所述的風扇轉子動平衡校正裝置，其特征在于所述的平衡等級系為ISO1940平衡品質等級。
全文摘要
一種風扇轉子動平衡校正方法及裝置。為提供一種檢驗規范、準確計算平衡等級的轉動件平衡校正方法及裝置，提出本發明，其校正方法包括將一個已知不平衡量及相角的標準風扇置于振動臺，量測其轉動時的不平衡振動向量；將已知的不平衡量及相角輸入平衡機內，求得振動向量及不平衡向量間的影響系數，藉此，將標準風扇的不平衡質量及相角傳遞至平衡機；藉由標準風扇的質量及相角，量測待測風扇的不平衡重量、相角；計算平衡等級；本發明校正裝置包括平衡分析儀、供輸入結構、振動臺、振動傳感器及電子開關。
文檔編號G01M1/00GK1456870SQ02119109
公開日2003年11月19日 申請日期2002年5月8日 優先權日2002年5月8日
發明者何朝慶, 張榮峰 申請人:譜威科技顧問股份有限公司, 南京譜威科學儀器有限公司