專利名稱：一種動平衡測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型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，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為其剛度系數和阻尼系數。
現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的動平衡測量系統很難協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展，這種限制已表現為日益尖銳，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，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來完成，但這種方式完全靠操作者的手工進行，難以實現自動控制，同時這種調整的精確性低，并只能實現分級調整。
發明內容
本實用新型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、無級調節測量范圍和測量精度的動平衡測量儀。
本實用新型的思路是對前述的彈性擺型擺架的測振支承作出改進，實用新型人希望測振支承在剛度系數恒定的條件下，在其中加入一個可程控改變阻尼的機構，無級調節影響測振支承測量范圍和測量精度的另一個重要參數——阻尼系數，從而實現本實用新型的目的。
本實用新型采用的技術方案是這樣的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。
作為進一步的技術方案，本實用新型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。
本實用新型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迅速轉變為半固態；撤去外加電磁場后，從半固態迅速變回流態，從而實現了外加弱電信號對于液體粘度的在線連續、迅速和可逆調節與控制。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較小，該液體對支承擺架起到的阻尼作用很小，本實用新型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之間存在某種明確的函數關系，因此，調節勵磁線圈電流就可調節測振支承的阻尼系數，相應地調節測量范圍和測量精度。這種調節是電氣化、數字化的，數值精確并可準確地再現，并能達到無級調節的目的，符合本實用新型的要求。
圖1是現有技術中一種動平衡測量裝置的結構示意圖。
圖2是本實用新型動平衡測量裝置擺架的示意圖。
具體實施方式
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。本實用新型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變為半固態，對擺架起到阻尼作用，使測量裝置的靈敏度下降。
權利要求1.一種動平衡測量裝置，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。
2.如權利要求1所述的一種動平衡測量裝置，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。
專利摘要本實用新型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。本實用新型可方便地改變測量范圍和測量精度。
文檔編號G01M1/00GK2738227SQ200520008130
公開日2005年11月2日 申請日期2005年3月2日 優先權日2004年11月11日
發明者楊克己, 潘雙夏 申請人:浙江大學