專利名稱：動平衡測量裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于轉子動平衡校正技術領域，具體地，涉及動平衡的測量裝置。
背景技術：
在旋轉類產品中，由于其轉子無法做到完全平衡，當其轉動時，就會產生離心力，造成失衡、振動，進而引起更大的問題。因此動平衡的優(yōu)劣程度直接決定產品的工作性能、使用壽命，對產品的質量產生巨大的影響。特別是目前設備向高速化、高效化和高精化方向發(fā)展，動平衡的問題已日益突出，在一些領域成為了制約整個行業(yè)產品質量提升的關鍵因素。如具有廣泛應用場合和巨大市場潛力的電動工具行業(yè)，大量產品的工作速度已從每分鐘幾千轉向上萬轉、甚至幾萬轉攀升，帶來了同電機轉子動平衡性能直接相關的振動烈度增大、使用噪聲提高以及產品壽命縮短等問題。另一方面，人類已開始遠至宇宙深處進行探索，小至納米空間進行研究，帶來高科技的飛速發(fā)展，其中同樣離不開旋轉設備的應用，這些設備的特點是高速、精密，對動平衡的性能有更高的要求。因此，轉子動平衡校正是一項具有巨大效益和深遠意義的技術。
動平衡校正分為動平衡稱重(測量)和動平衡去重(加工)兩個基本過程，即在完成不平衡量和相位測量的基礎上，采用一定的加工方式完成不平衡量的消除。顯然，動平衡測量是校正的基礎，只有精確地測量不平衡量及其相位，才能通過加工校正提高轉子的動平衡性能。
在現(xiàn)有技術中，動平衡測量裝置一般包括驅動電機，驅動皮帶，測振支承、測振傳感器和相位傳感器，其中測振支承是測量裝置的關鍵部位，它由平行的兩副擺架組成，擺架上安裝有測振傳感器；驅動皮帶由電機驅動，安裝于兩副擺架之間，皮帶方向平行于擺架；轉子置于兩塊擺架之間，貼合于驅動皮帶，其兩端分別放在擺架上。
在進行動平衡測量時，電機帶動驅動皮帶運動，并進而驅動轉子轉動。轉子本身存在的不平衡量會在高速轉動時產生振蕩，并引起測振支承振動，傳感器接收到該振動信號，通過對其調理、分析和處理，并結合相位信息，以此來完成不平衡量的大小及其相位的測量。顯然，測振支承是測量的關鍵所在，起到信息傳遞的橋梁作用，其靈敏度和測量范圍直接決定系統(tǒng)的測量精度和適用范圍，而影響測振支承靈敏度和測量范圍的重要參數(shù)為其剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)。
現(xiàn)有的動平衡測量儀中，采用的測振支承可分為兩類，即硬支承和軟支承。所謂的硬支承，其擺架板剛度較大，具有很高的第一階固有頻率，適合較大的不平衡量測量，但其靈敏度較低，從而導致系統(tǒng)測量精度較低；所謂的軟支承，其擺架剛度較小，具有較低的第一階固有頻率，靈敏度較高，轉子微小的振蕩就能引起擺架較大的振動，因此該支承適合于不平衡量較小，但測量精度要求較高的場合應用。可見，硬測振支承的剛度高，其測量范圍寬，但測量精度低；而軟測振支承的剛度小，則其測量精度高，但測量范圍小。因此，采用這些測振支承實現(xiàn)的動平衡測量系統(tǒng)很難協(xié)調測量范圍和測量精度之間的矛盾，在實際應用中受到了很大地限制，特別是目前動平衡校正對象向多品種和高性能方向發(fā)展，這種限制已表現(xiàn)為日益尖銳，導致不同的測量對象或不同的測量階段需要更換不同的測振支承，方能有效地實施動平衡測量的問題。針對不同的測量范圍和測量精度要求，目前常采用多次測量的方法來解決這個問題，即為滿足較大測量范圍要求，首先采用剛度較大的測振支承的測量儀測量，并根據測量結果進行動平衡加工校正，待校正對象的不平衡量減少后，再用剛度較小但精度更高的測振支承的測量儀測量，然后根據測量結果進行精加工。這一步驟也可反復多次，直到達到所需要的精度。顯然，這樣需要多臺不同的動平衡測量儀多次操作，其效率低下并且成本較高，而且未能從根本上解決測量范圍和測量精度之間的矛盾。
現(xiàn)有技術中有一種常見的動平衡測量儀，采用彈性擺型擺架的測振支承，它以彈簧片作為徑向支臂，轉子的振蕩引起彈簧片的振動，并通過與之相連的傳感器輸出振動信號，對其處理分析并結合相位信息，完成不平衡量大小及其相位的測量。這種測振支承的測量范圍和測量精度完全由作為徑向支臂的彈簧片的剛度所決定，改變彈簧片的剛度可以協(xié)調測振支承的測量范圍和測量精度之間的矛盾。因此，有人在彈簧片側面設置一緊固螺釘，與彈簧片相抵觸，給彈簧片提供一個支點，并通過調節(jié)緊固螺釘，在支點處施加給彈簧片不同的作用力，籍此改變彈簧片的剛度系數(shù)，從而在一定程度上調整測振支承的測量范圍和測量精度。此種調整通過改變測振支承的剛度系數(shù)來完成，但這種方式完全靠操作者的手工進行，難以實現(xiàn)自動控制，同時這種調整的精確性低，并只能實現(xiàn)分級調整。
本發(fā)明要解決的技術問題是動平衡測量儀的測量范圍和測量精度不能兼顧的問題，提供一種可程控、無級調節(jié)測量范圍和測量精度的動平衡測量儀。
本發(fā)明的思路是對前述的彈性擺型擺架的測振支承作出改進，發(fā)明人希望測振支承在剛度系數(shù)恒定的條件下，在其中加入一個可程控改變阻尼的機構，無級調節(jié)影響測振支承測量范圍和測量精度的另一個重要參數(shù)——阻尼系數(shù)，從而實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
發(fā)明內容
本發(fā)明采用的技術方案是這樣的動平衡測量裝置，包括驅動電機，驅動皮帶，測振支承和傳感器，測振支承由平行的兩副擺架組成，擺架上安裝有傳感器；驅動皮帶由電機驅動，安裝于兩副擺架之間，皮帶方向平行于擺架；擺架上部為振動體，下部為基座，振動體和基座間以兩根彈簧片作為支臂，其特征在于振動體下方設有限振塊，基座上方設有限振溝，所述的限振塊容置于限振溝中，兩者之間有一空隙，空隙中填充有電磁流變液體；限振溝外設有勵磁線圈。
作為進一步的技術方案，本發(fā)明在限振塊和限振溝的空隙中，填充鐵粉和電磁流變液體的混合物。
本發(fā)明在限振溝與限振塊之間填充了電磁流變液體，它是一種能在磁場作用下阻尼系數(shù)可以改變的智能材料，在外加電磁場作用下，電磁流變液體的表觀粘度從流態(tài)迅速轉變?yōu)榘牍虘B(tài)；撤去外加電磁場后，從半固態(tài)迅速變回流態(tài)，從而實現(xiàn)了外加弱電信號對于液體粘度的在線連續(xù)、迅速和可逆調節(jié)與控制。應用于動平衡測量儀上，當勵磁線圈上電流為零時，電磁流變液體的阻尼系數(shù)較小，該液體對支承擺架起到的阻尼作用很小，本發(fā)明是一個普通的彈性擺型擺架，具有較高的靈敏度；當勵磁線圈通電后，隨著勵磁線圈上電流加大，作用于電磁流變液體上的磁場強度也加大，因而電磁流變液體的阻尼系數(shù)相應增加，使得測振支承的靈敏度降低，可測量范圍增大。由于勵磁線圈電流和磁感應強度、電磁流變液體的阻尼系數(shù)之間存在某種明確的函數(shù)關系，因此，調節(jié)勵磁線圈電流就可調節(jié)測振支承的阻尼系數(shù)，相應地調節(jié)測量范圍和測量精度。這種調節(jié)是電氣化、數(shù)字化的，數(shù)值精確并可準確地再現(xiàn)，并能達到無級調節(jié)的目的，符合本發(fā)明的要求。
圖1是現(xiàn)有技術中一種動平衡測量裝置的結構示意圖。
圖2是本發(fā)明動平衡測量裝置擺架的示意圖。
具體實施例方式
參見附圖1。該動平衡測量裝置包括機架1，機架上部為測振支承5，機架上裝有驅動電機2和驅動皮帶3，驅動電機帶動驅動皮帶轉動，轉子4放置于測振支承上，貼合于驅動皮帶3，并由驅動皮帶3驅動其轉動；測振支承由兩副平行的擺架組成，驅動皮帶3裝在兩副擺架之間，平行于擺架；測振支承上安裝有傳感器7。測量時驅動皮帶3轉動，并帶動轉子4高速轉動，轉子的不平衡量引起測振支承振動，傳遞到傳感器7上，完成不平衡量及其相位的測量。
參見附圖2。本發(fā)明的測振支承由兩副平行的擺架組成，擺架上部為振動體52，下部為基座51，振動體和基座間以兩根彈簧片56作為支臂，振動體下方設有限振塊53，基座上方設有限振溝54，其形狀與限振塊相配合，限振塊53容置于限振溝54中，限振溝外設有勵磁線圈6；限振塊53與限振溝54兩者之間有一空隙，空隙中填充有電磁流變液體和鐵粉的混合物55。
本實施例在勵磁線圈6不工作時，電磁流變液體和鐵粉的混合物55是液態(tài)的，限振塊53與限振溝54之間可自由運動，對擺架起到的阻尼作用很小，本實施例實際上還是一個彈性擺型擺架，其固有頻率取決于支臂56；當勵磁線圈6通電工作時，在磁場作用下，電磁流變液體和鐵粉的混合物55變?yōu)榘牍虘B(tài)，對擺架起到阻尼作用，使測量裝置的靈敏度下降。
權利要求
1.動平衡測量裝置，包括驅動電機，驅動皮帶，測振支承和傳感器，測振支承由平行的兩副擺架組成，擺架上安裝有傳感器；驅動皮帶由電機驅動，安裝于兩副擺架之間，皮帶方向平行于擺架；擺架上部為振動體，下部為基座，振動體和基座間以兩根彈簧片作為支臂，其特征在于振動體下方設有限振塊，基座上方設有限振溝，所述的限振塊容置于限振溝中，兩者之間有一空隙，空隙中填充有電磁流變液體；限振溝外設有勵磁線圈。
2.如權利要求1所述的動平衡測量裝置，其特征在于限振塊和限振溝的空隙中，填充有鐵粉和電磁流變液體的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動平衡測量裝置，包括驅動電機，驅動皮帶，測振支承和傳感器，測振支承由平行的兩副擺架組成，擺架上安裝有傳感器；驅動皮帶由電機驅動，安裝于兩副擺架之間，皮帶方向平行于擺架；擺架上部為振動體，下部為基座，振動體和基座間以兩根彈簧片作為支臂，其特征在于振動體下方設有限振塊，基座上方設有限振溝，所述的限振塊容置于限振溝中，兩者之間有一空隙，空隙中填充有電磁流變液體；限振溝外設有勵磁線圈。限振塊和限振溝的空隙中也可填充鐵粉和電磁流變液體的混合物。本發(fā)明可調節(jié)擺架的阻尼，進而可調節(jié)動平衡測量裝置的測量范圍和測量精度。
文檔編號G01M1/16GK1715857SQ200410059128
公開日2006年1月4日 申請日期2004年8月12日 優(yōu)先權日2004年8月12日
發(fā)明者楊克己, 賈叔仕 申請人:浙江大學