專利名稱:帶微機處理系統的風葉動平衡機的制作方法
本發明涉及電風扇風葉動平衡機。
電風扇是中速旋轉類機械，旋轉體是由電機轉子和葉片兩部分組成的。電機轉子和風葉不平衡是引起振動的主要原因，其中由于扇葉半徑大，轉動慣量大，因此扇葉不平衡是引起振動的主要矛盾，電風扇的振動會引起運動件的摩擦、磨損，這會大大縮短電風扇的壽命，不僅如此，振動會引起噪聲，因此解決電風扇的振動問題是電風扇生產廠最為關心的問題之一。
為解決這個問題，通常的做法對風葉進行動平衡。日本“島津霍夫曼”生產的EVP-10.1型單面立式動平衡機就是用于平衡電風扇風葉的一種平衡機，其結構如圖1所示，〔1〕是底座，〔2〕是彈簧片，〔3〕是電機，〔4〕是電機軸，〔5〕是扇葉，〔6〕是傳感器，這種平衡機是一個自由度系統，它只能平衡風葉的質量不平衡，它無法解決由于風葉的三個葉片在工藝允許范圍內的不對稱引起的振動。
本發明的目的是要提供一種先進的風扇風葉動平衡機，它不但能夠平衡風葉質量不平衡引起的振動，而且也能綜合平衡在公差范圍內風葉不對稱引起的振動。
本發明機械系統改變了過去的傳統的設計方法，采用柔性桿彈性支承裝置，這種裝置是兩個自由度系統，它可以敏感風葉由于質量不平衡和風葉不對稱產生的力。
本發明的測量系統在窄帶跟蹤濾波器中對場效應管進行了溫度補償，在波形轉換器中對基準信號進行了相位補償，并采用720fn作為度脈沖使測量結果精確、穩定。
本發明的信號處理系統采用一種解算裝置(包括單板機、接口電路、打印機)及系統軟件，它能自動確定應加重孔的孔號和加重量，并在打印機上打印解算結果。
圖2是柔性桿彈性支承風葉動平衡機機械部分的原理圖。轉軸〔8〕是柔性桿，當風葉上作用著不平衡的風力和離心慣性力時，桿將變形，變形的大小決定于桿的長度，支承點的位置和前支承架〔7〕的剛度。前支承架〔7〕是一個彈性支架，其剛度值高于一般軟支撐動平衡機，低于硬支撐動平衡機的支撐剛度。調節柔性桿的直徑、長度、支承點的位置就可模擬不同電扇廠生產的各種型號的電風扇的工作狀況。機械系統的自振頻率應滿足0.6＜ω/ωn＜0.8，ω是工作轉速，ωn是系統的臨界轉速。柔性桿的直徑為φ9～φ11mm，長度控制在300～320mm，并經過調質Rc28～26，淬火HRC40，材料采用T8A。振幅測量采用非接觸電渦流傳感器〔9〕，其靈敏度應保證≥50mV/μ。
圖3是窄帶濾波器原理圖，它是相位、振幅測量線路的一部分。傳感器測得的信號經過自動跟蹤濾波電路，測出其振幅、相位，圖中IC1IC2、IC3為三級運算放大器，T1、T2為場效應管，f0為控制脈沖，Rt為補償用熱敏元件其數值為3.3-4.7KΩ。補償后相位溫漂為0.03°%/℃。
圖4是波形轉換器，它也是相位、振幅測量線路的一部分。其中IC1為運算放大器，IC2為斯密特觸發器，Cp為相位補償電容其值為2000-2400pF。補償后相位誤差＜2°。
圖5是相位顯示電路的一部分，其中IC1、IC2、IC4是分頻器，IC3是主門。P為相位脈沖，720fn為度數脈沖，取5次平均數，在保證同等精度下，采樣速度提高一倍，因此保證了測量精度。
由測試系統測得的振幅、相位、轉速信號通過解算裝置，計算并打印出加重孔的孔號和加重量。這種解算裝置由單板機、接口電路和打印機組成〔11〕。
圖6是解算裝置系統軟件流程圖。其中第一框，對應9，10，1215個孔的加重盤分別設置啟動鍵。第二框，對可編程并行接口(PI0)和可編程定時器(CTC)給定初始參數。第三、四框對不平衡的幅度(G)和相位(Q)的模擬量進行采樣，轉換為數字量送入內存。定時和采樣使用中斷方式2。第五框，根據相位和孔間距β，推算出加重孔號N，N+1及其夾角α。第六、七框，按照力的分解原理，將不平衡幅值G，分解到N，N+1號孔中去，解算出G1、G2兩個加重量。第八框把原始數據G、Q以及解算結果N，N+1，G1，G2送到打印區，并打出結果。
這種平衡機的機械系統采用兩個自由度模擬電風扇的工作狀況，可對質量偏心和風力引起的不平衡進行綜合平衡，采用非接觸高靈敏度渦流傳感器、測試系統及信號處理，只要通過一點測量便可找出應加重的位置和大小。合格率從原來的70%提高到95%，效率提高到原來的2.8倍。
權利要求
1.一種扇葉動平衡機是由機械系統、顯示儀器及傳感器組成，其特征在于機械部分采用了柔性桿[8]，彈性支承[7]，顯示儀器線路中采用窄帶濾流器溫度補償，波形變換器相位補償，相位顯示采用720fn作為度脈沖，信號處理系統TP801單板機進行解算，傳感器采用非接觸傳感器。
2.根據權利要求
1所述的動平衡機，其特征是柔性桿〔8〕，彈性支承〔7〕和風葉〔10〕構成的系統，系統的自振頻率應滿足為0.6＜ω/ωn＜0.8。
3.根據權利要求
2所述的動平衡機，其特征是柔性桿的直徑D＝9～11mm，其長度控制在300～320mm，材料采用T8A或同類材料，調質Rc30～25，淬火HRc40。
4.根據權利要求
1所述的動平衡機，其特征是顯示儀器中用熱敏元件對窄帶濾波器作溫度補償，其數值為3.3～4.7KΩ，用云母電容對基準信號作相位補償其數值為2000～2400PF，相位顯示采用720fn作為度脈沖，顯示精度1°，相位誤差為0.03°%/℃。
5.根據權利要求
1所述的動平衡機，其特征是采用非接觸電渦流傳感器，靈敏度≥50mV/μ。
6.根據權利要求
1所述的動平衡機，其特征是模擬信號轉換為數字量，根據加重盤孔型，計算機〔11〕自動確定應加重孔的孔號和加重量并在打印機上打印解算結果。
專利摘要
一種帶微機處理系統的風葉動平衡機，屬風葉動平衡機領域。本發明的特點是機械系統采用柔性桿彈性支承裝置，具有三個自由度，它可以敏感風葉因質量偏心和風葉不對稱產生的不平衡力。測試系統中采用非接觸電渦流傳感器，對測試儀器中的自動跟蹤濾波電路作了溫度補償、波形轉換電路作了相位補償。振動信號處理裝置中，配有微機系統，直接計算打印出不平衡重的大小和位置，平衡效果好，生產效率高。
文檔編號G01M1/22GK85100047SQ85100047
公開日1985年10月10日 申請日期1985年4月1日
發明者馮冠平, 徐峰, 盧道江, 徐玉錚, 陳德, 陳俊春 申請人:清華大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan