軸平衡系統(tǒng)以及使軸平衡的方法
【專(zhuān)利摘要】使車(chē)橋組件的軸平衡的方法和系統(tǒng)。該方法可以包括將一種粉末組合物沉積到該軸上以鄰近不平衡位置產(chǎn)生一個(gè)平衡重量。該粉末組合物可以由一種加熱的超音速氣體推進(jìn)并且可以塑性變形并且機(jī)械地聯(lián)鎖到該軸上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
軸平衡系統(tǒng)以及使軸平衡的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種使軸平衡的方法以及一種軸平衡系統(tǒng)。背景
[0002]美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,402,050中披露了一種用于氣動(dòng)涂覆的設(shè)備。概述
[0003]在至少一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種使用于車(chē)橋組件的軸平衡的方法。該方法可以包括:使該軸圍繞一條軸線旋轉(zhuǎn)并且當(dāng)該軸旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)該軸的一個(gè)不平衡位置進(jìn)行定位。該軸的旋轉(zhuǎn)可以被停止使得該不平衡位置直接位于該軸線上方。一個(gè)粉末沉積裝置可以被定位在該不平衡位置上方?？梢杂迷摲勰┏练e裝置將一種粉末組合物沉積到該軸上以鄰近該不平衡位置產(chǎn)生一個(gè)平衡重量。該粉末組合物可以由一種加熱的超音速氣體推進(jìn)并且該粉末組合物可以塑性變形并且結(jié)合到該軸上。
[0004]在至少一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種使車(chē)橋組件的軸平衡的方法。該方法可以包括: 使該軸圍繞一條軸線旋轉(zhuǎn)并且當(dāng)該軸旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)該軸的一個(gè)不平衡位置進(jìn)行定位。該軸的旋轉(zhuǎn)可以被停止使得該不平衡位置可以直接位于該軸線上方。一個(gè)粉末沉積裝置可以被定位在該不平衡位置上方?？梢杂迷摲勰┏练e裝置將一種粉末組合物沉積到該軸上以鄰近該不平衡位置產(chǎn)生一個(gè)平衡重量。該平衡重量可以沿一條平衡重量軸線延伸。可以用該粉末沉積裝置通過(guò)使該粉末沉積裝置圍繞該平衡重量軸線并且關(guān)于該軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來(lái)沉積該粉末組合物。該粉末組合物可以由一種加熱的超音速氣體推進(jìn)并且該粉末組合物可以塑性變形并且結(jié)合到該軸上。
[0005]在至少一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種軸平衡系統(tǒng)。該軸平衡系統(tǒng)可以包括一個(gè)動(dòng)平衡機(jī)，該動(dòng)平衡機(jī)可以使一個(gè)軸圍繞一條軸線旋轉(zhuǎn)并且確定該軸的一個(gè)不平衡位置。該軸平衡系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括一個(gè)粉末沉積裝置，該粉末沉積裝置可以使一種粉末組合物沉積到該軸上以鄰近該不平衡位置在該軸上產(chǎn)生一個(gè)平衡重量。該粉末沉積裝置可以直接位于該軸線上方并且在沉積該粉末組合物時(shí)該動(dòng)平衡機(jī)可以將該軸保持在靜止位置中。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0006]圖1是一個(gè)示例性軸平衡系統(tǒng)的透視圖。[〇〇〇7]圖2是使車(chē)橋組件的軸平衡的一種方法的流程圖。
[0008]圖3是具有平衡重量的軸的側(cè)視圖。
[0009]圖4是具有平衡重量的另一個(gè)實(shí)例的軸的側(cè)視圖。詳細(xì)說(shuō)明
[0010]按照要求，本文披露了本發(fā)明的多個(gè)詳細(xì)實(shí)施例;然而，應(yīng)該理解的是，所披露的這些實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的能以不同形式和可替代形式實(shí)施的示例。這些附圖不必是按比例的；一些特征可以被夸大或者縮至最小以便示出具體部件的細(xì)節(jié)。因此，在此披露的具體的結(jié)構(gòu)上和功能上的細(xì)節(jié)不得理解為是限制性的，而是僅作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以不同方式采用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0011]多個(gè)車(chē)橋組件部件通常被聯(lián)接在一起并且可以不同的速度旋轉(zhuǎn)以將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩從動(dòng)力源傳遞至車(chē)輪組件。這些車(chē)橋組件部件的復(fù)雜性可能需要多個(gè)車(chē)橋部件(例如，驅(qū)動(dòng)軸、半軸、車(chē)輪組件、制動(dòng)鼓、車(chē)輪輪轂等)的精確平衡。車(chē)橋組件的至少一個(gè)部件的動(dòng)態(tài)不平衡可能導(dǎo)致動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)干擾或振動(dòng)，這些干擾或振動(dòng)可能增加零件磨損或減少使用壽命。
[0012]多個(gè)車(chē)橋組件部件典型地在單一或多個(gè)平面中動(dòng)平衡。動(dòng)平衡可以涉及使一個(gè)車(chē)橋組件部件在預(yù)定速度下旋轉(zhuǎn)并且測(cè)量不平衡的量。可以將該不平衡的量與一個(gè)不平衡公差進(jìn)行對(duì)比?？梢詥为?dú)地對(duì)每個(gè)車(chē)橋部件建立不平衡公差或者可以將不平衡公差結(jié)合成單一的車(chē)橋組件水平公差。通過(guò)機(jī)械增加離散重量或從該車(chē)橋組件部件移除材料或重量可以將該車(chē)橋組件部件的不平衡修正到該不平衡公差內(nèi)。通過(guò)電阻焊接可以將多個(gè)離散重量固定地布置在該車(chē)橋組件部件的外表面上。
[0013]為了修正不平衡的量而添加的離散重量可能會(huì)限制平衡過(guò)程的精確度和準(zhǔn)確度， 因?yàn)殡x散重量可能被設(shè)置具有預(yù)定的質(zhì)量，例如，5克或10克。添加的預(yù)定質(zhì)量可能會(huì)由于在質(zhì)量選擇方面缺少靈活性而對(duì)不平衡的修正產(chǎn)生不利影響。可以將多個(gè)預(yù)定質(zhì)量添加到該車(chē)橋組件部件上直到該不平衡變得處于不平衡公差內(nèi)，但是可能會(huì)導(dǎo)致不平衡的量可能會(huì)接近公差極限，這可能導(dǎo)致如果在使用過(guò)程中增加了質(zhì)量(例如來(lái)自污染物的質(zhì)量)則會(huì)超過(guò)公差極限。同樣不建議的是，由于通過(guò)多個(gè)離散重量減少了焊接有效性而將這些離散重量堆疊或共同定位到彼此的頂部上以使該車(chē)橋組件部件平衡。此外，由高強(qiáng)度的鑄鐵(類(lèi)似灰鑄鐵、延性鑄鐵、球墨鑄鐵和緊密石墨鑄鐵)制成的車(chē)橋組件部件可能不適合通過(guò)焊接來(lái)增加質(zhì)量，因?yàn)殍T鐵的碳成分和硅成分可能會(huì)影響離散重量到車(chē)橋組件部件的焊接性或者可能會(huì)使鑄鐵損壞或降級(jí)。
[0014]規(guī)避在利用預(yù)定離散重量使由高強(qiáng)度鑄鐵或高強(qiáng)度鑄鋼制成的動(dòng)平衡車(chē)橋組件部件時(shí)呈現(xiàn)的挑戰(zhàn)的一個(gè)可能解決方案是可以直接在該車(chē)橋部件的表面上形成一個(gè)平衡重量?？梢曰跈z測(cè)到的不平衡的量、以可變的增量來(lái)提供所形成的平衡重量。
[0015]參照?qǐng)D1，示出了軸平衡系統(tǒng)10。軸平衡系統(tǒng)10可以包括動(dòng)平衡機(jī)12、粉末金屬沉積裝置14、機(jī)械手操縱器16以及控制系統(tǒng)18。
[0016]動(dòng)平衡機(jī)12可以是一個(gè)單平面或多平面的動(dòng)平衡機(jī)，其可以對(duì)在車(chē)橋部件(如在圖3和圖4中表示出的用于車(chē)橋組件22的軸20)上的至少一個(gè)不平衡位置進(jìn)行定位。動(dòng)平衡機(jī)12可以具有底座30、第一支撐件32、第二支撐件34、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)36和不平衡傳感器38。[〇〇17] 軸20可以沿軸線40延伸并且可以具有外表面42。外表面42可以是軸20的外圓周。 在至少一個(gè)實(shí)施例中，該外表面可以背離軸線40,或者可以面朝軸線40(例如在空心軸或具有孔的軸中)。軸20可以具有第一末端44和第二末端46,該第二末端可以被布置成與第一末端44相反。在至少一個(gè)實(shí)施例中，軸20可以是車(chē)橋組件的輸入軸。[〇〇18]底座30可以支撐動(dòng)平衡機(jī)12的多個(gè)部件。例如，底座30可以支撐第一支撐件32和第二支撐件34。[〇〇19]第一支撐件32可以從底座30延伸并且可以可旋轉(zhuǎn)地支撐軸20的第一末端44。第一支撐件32可以限定第一修正平面。第一支撐件32可以是與第二支撐件34間隔開(kāi)的。
[0020]第二支撐件34可以從底座30延伸并且可以可旋轉(zhuǎn)地支撐軸20的第二末端46。第二支撐件34可以限定第二修正平面。[〇〇211傳動(dòng)機(jī)構(gòu)36可以使軸20圍繞旋轉(zhuǎn)軸線50旋轉(zhuǎn)。例如，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)36在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中可以配備有第一支撐件32和/或第二支撐件34。當(dāng)軸20被接納在動(dòng)平衡機(jī)12中時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸線50可以是與軸20的軸線40—致的。[〇〇22]不平衡傳感器38可以鄰近第一支撐件32和/或第二支撐件34來(lái)布置。不平衡傳感器38可以檢測(cè)或提供表明軸20的不平衡的數(shù)據(jù)。不平衡傳感器38可以具有任何合適的類(lèi)型。例如，不平衡傳感器38可以被配置為加速計(jì)、振動(dòng)傳感器等等，并且可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式來(lái)檢測(cè)加速度、振動(dòng)、噪聲或諧波。來(lái)自不平衡傳感器38的數(shù)據(jù)還可以被控制系統(tǒng)18用來(lái)確定軸20的不平衡位置52。不平衡位置52可以是對(duì)于軸20的質(zhì)心相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線50提供均勻分布存在不充足質(zhì)量的位置。這樣，當(dāng)該軸或待平衡的部分的質(zhì)心沒(méi)有與旋轉(zhuǎn)軸線50或軸20的幾何軸線對(duì)齊時(shí)可能存在不平衡位置52。不平衡位置52可以位于軸20 的外表面或內(nèi)表面上并且可以是平衡重量或質(zhì)量可以被添加到該軸上以修正軸20的動(dòng)平衡的位置。[〇〇23]粉末金屬沉積裝置14可以將粉末組合物60沉積到軸20上以產(chǎn)生平衡重量62。平衡重量62可以鄰近不平衡位置52來(lái)沉積在軸20上，如將在以下更詳細(xì)討論的。粉末金屬沉積裝置14可以包括容器70、壓縮氣體源72和噴嘴74。[〇〇24]粉末組合物60和平衡重量62可以是由與制成軸20的材料不同的材料形成的。例如，粉末組合物60可以是包括有金屬、玻璃、陶瓷、聚合物或其組合的一種粉末組合物。在至少一個(gè)實(shí)施例中，粉末組合物60可以是鎳基的組合物。示例性鎳基的粉末組合物按重量百分比可以包括92.0 %-99.7 %的鎳，而剩余成分為鋁和/或陶瓷。鎳基的粉末組合物可以具有約1390°C_1455°C的熔點(diǎn)。陶瓷和/或鋁可以起到增加粉末組合物60的密度的作用，從而改善粉末組合物60到軸20的表面上的沉積效率。粉末組合物60的平均粒度可以約為lwii至 15wii。在至少一個(gè)實(shí)施例中，粉末組合物60可以是銅、鋁、鎂、鋼、鐵或鋅基的組合物。粉末組合物60還可以是具有玻璃、陶瓷或者其他非金屬材料基的組合物的粉末組合物。[〇〇25]容器70可以接納粉末組合物60。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，容器70可以被布置在機(jī)械手操縱器16上。
[0026]壓縮氣體源72可以提供加壓或壓縮承載氣體76,該加壓或壓縮承載氣體可以將粉末組合物60推進(jìn)或傳送到軸20上。壓縮承載氣體76可以是壓縮氣體或壓縮氣體(例如空氣、 氮?dú)饣蚝?的混合物?？梢杂眉訜崞骰蚣訜嵩?lái)加熱壓縮承載氣體76。例如，壓縮承載氣體76可以被加熱至約175°C至540 °C的溫度。該加熱元件可以被配置成在將粉末組合物60 供給到壓縮承載氣體76中之前對(duì)壓縮承載氣體76進(jìn)行加熱。在至少一個(gè)實(shí)施例中，該加熱元件可以在壓縮承載氣體76和粉末組合物60的組合進(jìn)入噴嘴74之前對(duì)其進(jìn)行加熱。[〇〇27]噴嘴74可以被設(shè)置在容器70和壓縮氣體源72的下游。噴嘴74可以具有任何合適的類(lèi)型，例如也可以被稱(chēng)為德拉瓦爾(DeLaval)噴嘴的縮放噴嘴。噴嘴74可以使壓縮承載氣體 76加速至約2馬赫-4馬赫的超音速速度，使得壓縮承載氣體76可以作為超音速氣體離開(kāi)噴嘴74。壓縮承載氣體76的超音速速度可以將粉末組合物60推進(jìn)至約200m/s至900m/s的顆粒速度。噴嘴74還可以推進(jìn)粉末組合物60,使得粉末組合物60的顆粒速度超過(guò)一個(gè)臨界速度。 該臨界速度可以是基于粉末組合物60的平均粒度、噴嘴出口直徑、噴嘴喉部直徑以及壓縮承載氣體76的溫度和壓力的。該臨界速度可以是粉末組合物60可以在該速度下成功附接到軸20或先前已經(jīng)沉積的粉末組合物60上的一個(gè)速度。該臨界速度可以允許粉末組合物60以約150ps1-250psi的沖擊壓力沉積在軸20上。如果沒(méi)有達(dá)到該臨界速度，粉末組合物60可能不會(huì)附接到軸20的外表面42和/或先前沉積的粉末組合物60上。[〇〇28]可以使用固態(tài)噴涂工藝來(lái)使粉末組合物60沉積，其中，粉末組合物60的顆?？梢宰鳛楣腆w顆粒而由粉末金屬沉積裝置14推進(jìn)。該固態(tài)噴涂工藝可以是冷氣體動(dòng)力噴涂工藝，例如高壓氣體動(dòng)力噴涂工藝、低壓氣體動(dòng)力噴涂工藝或脈沖冷氣體動(dòng)力噴涂工藝。高壓氣體動(dòng)力噴涂工藝可以使用在約340psi至600psi的壓力下的壓縮承載氣體76。低壓氣體動(dòng)力噴涂工藝可以使用在約70psi至145psi的壓力下的壓縮承載氣體76。脈沖冷氣體動(dòng)力噴涂工藝可以提供脈沖遞送的壓縮承載氣體76,使得氣體沖擊波可以有助于粉末組合物60朝向軸20推進(jìn)。[〇〇29]可以在低于粉末組合物60的熔點(diǎn)的溫度下或者在可以小于軸20的該粉末組合物可以在其上沉積的外表面42的熔點(diǎn)的溫度下執(zhí)行冷氣體動(dòng)力噴涂工藝。在該冷氣體動(dòng)力噴涂工藝的過(guò)程中，隨著粉末組合物60被沉積到軸20上，軸20的表面溫度可能增加不多于200r。
[0030]當(dāng)與較高溫度下執(zhí)行的熱結(jié)合工藝相比時(shí)，冷氣體動(dòng)力噴涂工藝可以呈現(xiàn)各種不同的優(yōu)勢(shì)。冷氣體動(dòng)力噴涂工藝可以展現(xiàn)冶金轉(zhuǎn)化，例如響應(yīng)于粉末組合物60的沉積的相變或者軸20的晶粒生長(zhǎng)。此外，在軸20上可以不發(fā)展熱影響區(qū)域并且軸20可以不經(jīng)受有意義的熱誘導(dǎo)畸變。此外，軸20的外表面42可以通過(guò)粉末組合物60到軸20的外表面42的沉積而應(yīng)變硬化。[0031 ]被壓縮承載氣體76推進(jìn)的粉末組合物60可以初始地沖擊和接合軸20的外表面42 并且可以機(jī)械地?zé)o熔化地附接到軸20的外表面42上。粉末組合物60可以類(lèi)似于緊固而牢固地附連到軸20的外表面42上。此外，粉末組合物60的顆粒以及軸20可以由于高速度的沖擊而塑性變形并且粉末組合物60的顆?？梢耘c軸20的外表面42機(jī)械地聯(lián)鎖。粉末組合物60的被沉積在先前沉積的顆粒上的顆?？梢运苄宰冃尾⑶一ハ嗦?lián)鎖、并且可以緊密結(jié)合預(yù)先沉積的顆粒。
[0032]機(jī)械手操縱器16可以支撐粉末金屬沉積裝置14并且將其定位。例如，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，該機(jī)械手操縱器可以被配置為具有多個(gè)自由度的一個(gè)多軸機(jī)械手操縱器。還預(yù)期的是，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中可以省去機(jī)械手操縱器16。例如，粉末金屬沉積裝置14可以被配置成由操作人員來(lái)手持或定位。
[0033]控制系統(tǒng)18可以包括一個(gè)或多個(gè)控制器或控制模塊并且可以監(jiān)測(cè)和控制該軸平衡系統(tǒng)10的各種不同的部件。例如，控制系統(tǒng)18可以電連接至軸平衡系統(tǒng)10的多個(gè)部件(例如，粉末金屬沉積裝置14、機(jī)械手操縱器16、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)36和不平衡傳感器38)或者可以與其通信。在控制系統(tǒng)18與不平衡傳感器38之間的通信可以由圖1中的連接節(jié)點(diǎn)S1來(lái)表示。
[0034]參照?qǐng)D2,示出了一種使車(chē)橋組件的軸20平衡的示例性方法的流程圖。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這些流程圖可以表示可以在硬件、軟件、或硬件與軟件的組合中實(shí)行或產(chǎn)生影響的控制邏輯。例如，這些不同的函數(shù)可以受到一個(gè)程序化微處理器的影響。這個(gè)控制邏輯可以通過(guò)使用多個(gè)已知的編程和處理技術(shù)或策略來(lái)實(shí)施，并且不限于所展示的次序或順序。舉例來(lái)說(shuō)，中斷或事件驅(qū)動(dòng)處理可以在實(shí)時(shí)控制應(yīng)用中使用而不是如所展示的一個(gè)純粹的順序策略。而且，可以使用并行處理、多任務(wù)處理、或多線程系統(tǒng)和方法。
[0035]控制邏輯可以獨(dú)立于所使用的具體編程語(yǔ)言、操作系統(tǒng)、處理器、或電路以發(fā)展和/或?qū)嵤┧故镜目刂七壿嫛Ｍ瑯?，取決于具體的編程語(yǔ)言和處理策略，可以基本上在同一時(shí)間通過(guò)所展示的順序來(lái)執(zhí)行不同的函數(shù)，或者通過(guò)不同順序來(lái)執(zhí)行不同的函數(shù)而同時(shí)完成該控制方法。所展示的函數(shù)可以被修改、或者在某些情況下可省略，而不會(huì)背離本發(fā)明的精神或范圍。
[0036]該方法可以由該控制系統(tǒng)18執(zhí)行并且可以被實(shí)施成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。這樣，在圖2中的流程圖可以是單次迭代的代表并且可以重復(fù)以檢驗(yàn)軸20的平衡或再平衡。該流程圖開(kāi)始于軸20可旋轉(zhuǎn)地安裝到動(dòng)平衡機(jī)12上。[〇〇37]在方框100處，軸20可以通過(guò)動(dòng)平衡機(jī)12圍繞旋轉(zhuǎn)軸線50旋轉(zhuǎn)。軸20可以通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)36旋轉(zhuǎn)直至預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度。
[0038]在方框102處，根據(jù)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度，該方法可以對(duì)軸20的不平衡位置52進(jìn)行定位。例如，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)36可以將軸20旋轉(zhuǎn)直至預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度。當(dāng)軸20以預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，控制系統(tǒng)18可以從不平衡傳感器38接收一個(gè)信號(hào)?？刂葡到y(tǒng)18可以使用來(lái)自不平衡傳感器38的信號(hào)來(lái)確定不平衡位置52的位置。例如，控制系統(tǒng)18可以確定可能與旋轉(zhuǎn)軸線50 和不平衡位置52近似相交的中心主軸線200?？刂葡到y(tǒng)18還可以基于不平衡位置52的定位以及中心主軸線200相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線50的相對(duì)位置來(lái)確定修正質(zhì)量的量。[〇〇39]在方框104處，該方法可以確定或檢驗(yàn)所檢測(cè)到的不平衡位置。當(dāng)軸20的質(zhì)心沒(méi)有沿軸20的軸線40和/或旋轉(zhuǎn)軸線50定位時(shí)可以檢測(cè)到不平衡位置52。如果沒(méi)有檢測(cè)到不平衡位置，則該方法或該方法的迭代可以在方框120處結(jié)束。如果檢測(cè)到不平衡位置，則該方法可以在方框106處繼續(xù)。
[0040]在方框106處，動(dòng)平衡機(jī)12可以在對(duì)不平衡位置52進(jìn)行定位后停止軸20圍繞旋轉(zhuǎn)軸線50的旋轉(zhuǎn)并且將軸20保持在靜止位置中。軸20可以被停止使得不平衡位置52可以直接位于旋轉(zhuǎn)軸線50上方以促進(jìn)粉末組合物60在不平衡位置52處的沉積。[0041 ]在方框108處，粉末金屬沉積裝置14可以被定位在不平衡位置52上方。例如，粉末金屬沉積裝置14和/或不平衡位置52均可以根據(jù)所希望的平衡重量62的構(gòu)型而直接定位在旋轉(zhuǎn)軸線50上方。[〇〇42]在方框110處，可以在將粉末組合物60沉積到軸20的外表面42上之前、鄰近不平衡位置52來(lái)預(yù)熱該軸20的外表面42。軸20的外表面42可以由加熱的壓縮承載氣體76來(lái)加熱， 該加熱的壓縮承載氣體可以由粉末金屬沉積裝置14來(lái)提供?？梢蕴峁┎粠в蟹勰┙M合物60 的加熱的壓縮承載氣體76。[〇〇43] 在方框112處，粉末組合物60可以被沉積到軸20的外表面42上。例如，可以打開(kāi)與容器70相關(guān)聯(lián)的一個(gè)閥門(mén)，從而允許粉末組合物60進(jìn)入加熱的壓縮承載氣體76的射流或氣流中。被加熱的壓縮承載氣體76可以將粉末組合物60加熱至小于粉末組合物60的熔點(diǎn)的溫度并且加熱至小于軸20的外表面42的熔點(diǎn)的溫度。粉末組合物60可以被沉積到軸20的外表面42上，使得在沉積時(shí)粉末組合物60或軸20都不熔化。當(dāng)沉積了足夠量的粉末組合物60時(shí)可以形成平衡重量62。
[0044] 參照?qǐng)D3和圖4,示出了平衡重量的兩個(gè)實(shí)例。在圖3和圖4中，這些平衡重量具有該平衡重量的尺寸或體積隨著距軸線40的距離的增加而增大的構(gòu)型。[〇〇45]在圖3中，平衡重量62具有從軸20的外表面42延伸的楔形的圓錐形形狀。平衡重量 62可以沿平衡重量軸線210延伸。平衡重量軸線210可能與軸線40相交并且可能與不平衡位置52相交。平衡重量62可以居中或者可以與平衡重量軸線210對(duì)稱(chēng)、或者可以在徑向方向上相對(duì)于平衡重量軸線210是對(duì)稱(chēng)的。例如，平衡重量可以相對(duì)于平衡重量軸線210具有直徑或圓周使得其可以隨著距軸線40和外表面42的距離增加而以基本上恒定的量來(lái)增加。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，平衡重量62的質(zhì)心可以沿平衡重量軸線210來(lái)布置。這樣，平衡重量62 的直徑在平衡重量62的末端表面212處可以是最大的。[〇〇46] 參照?qǐng)D4,示出了另一個(gè)平衡重量62’。平衡重量62’可以沿平衡重量軸線210延伸并且可以具有從軸20延伸的第一部分220,之后是具有比第一部分220更大的體積的第二部分222,該第二部分可以位于第一部分220與末端表面212之間。這樣，第二部分222可以與軸 20完全地間隔開(kāi)。在圖4中，第一部分220可以具有基本上圓柱形的形狀并且第二部分222可以具有楔形的圓錐形構(gòu)型，盡管例如球體、橢球體、橢圓體、拋物線體、雙曲線體、或錐體的構(gòu)型的其他構(gòu)型。
[0047]可以用粉末金屬沉積裝置14通過(guò)將粉末金屬沉積裝置14定位在相對(duì)于軸20的靜止位置中(例如通過(guò)將粉末金屬沉積裝置14直接定位在不平衡位置52和旋轉(zhuǎn)軸線50的上方)來(lái)沉積第一部分220。噴嘴74的形狀可以導(dǎo)致第一部分220的形成?？赡懿幌鄬?duì)于平衡重量軸線210對(duì)稱(chēng)的平衡重量或平衡重量的一部分可以通過(guò)使粉末金屬沉積裝置14相對(duì)于軸 20移動(dòng)(例如通過(guò)當(dāng)軸20被保持在靜止位置中時(shí)使粉末金屬沉積裝置14圍繞平衡重量軸線 210旋轉(zhuǎn))來(lái)產(chǎn)生。例如，粉末金屬沉積裝置14可以由機(jī)械手操縱器16或者由操作人員手動(dòng)地沿預(yù)定路徑來(lái)移動(dòng)?？梢酝ㄟ^(guò)增加粉末組合物60的流速、減少粉末金屬沉積裝置14的供給速度、和/或通過(guò)進(jìn)行重復(fù)經(jīng)過(guò)或圍繞平衡重量軸線210旋轉(zhuǎn)來(lái)沉積更大量的材料。[〇〇48]可以操縱粉末金屬沉積裝置14來(lái)改變平衡重量62的形狀。平衡重量62的不同形狀可以改變平衡重量62的有效質(zhì)心，與可以被焊接以使軸20平衡的離散重量相比可以減少被添加到軸20上的總重量。還可以通過(guò)變更粉末組合物60的供給速度、改變噴涂圖案、改變粉末組合物60到軸20的外表面42上的沉積速度、或者使粉末金屬沉積裝置14圍繞平衡重量軸線210旋轉(zhuǎn)/轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)改變這些形狀。[〇〇49]返回圖2,在方框114處，該方法可以停止粉末組合物60到軸20的外表面42的沉積。 例如，可以終止粉末組合物60和/或壓縮承載氣體76的流動(dòng)或者可以將粉末金屬沉積裝置 14從軸20移開(kāi)來(lái)停止沉積。
[0050]在方框116處，該方法可以檢查軸20的平衡以確定軸20是否仍然具有不平衡。這樣，方框116可以重復(fù)方框100和方框102。
[0051]在方框118處，該方法可以確定軸20是否平衡。這個(gè)步驟可以與方框104相似或相同。如果軸20的不平衡的量在不平衡公差內(nèi)則軸20可以是平衡的。如果軸20是平衡的，則該方法或該方法的迭代可以在方框120處結(jié)束。如果軸20不是平衡的，則可以重復(fù)該方法或返回方框100。
[0052]雖然以上描述多個(gè)示例性實(shí)施例，但不旨在這些實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明的所有可能形式。而是，本說(shuō)明書(shū)中使用的這些言詞是說(shuō)明而非限制的言詞，并且應(yīng)當(dāng)理解的是在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以做出各種改變。另外，各種實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的特征可以組合以便形成本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種使車(chē)橋組件的軸平衡的方法，該方法包括:使該軸圍繞一條軸線旋轉(zhuǎn)；當(dāng)該軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)該軸的一個(gè)不平衡位置進(jìn)行定位；停止該軸的旋轉(zhuǎn)使得該不平衡位置直接位于該軸線上方；將一個(gè)粉末沉積裝置放置在該不平衡位置上方;并且用該粉末沉積裝置將一種粉末組合物沉積在該軸上以鄰近該不平衡位置產(chǎn)生一個(gè)平 衡重量，使得該粉末組合物被一種被加熱的超音速氣體推進(jìn)并且該粉末組合物塑性變形并 且機(jī)械地附接到該軸上。2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:停止該粉末組合物的沉積；使該軸圍繞該軸線旋轉(zhuǎn);并且 確定該軸是否具有不平衡。3.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括:當(dāng)該軸具有不平衡時(shí)重復(fù)該定位步驟、停止 步驟、放置步驟和沉積步驟。4.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:在沉積該粉末組合物之前，對(duì)該軸鄰近該不 平衡位置的表面進(jìn)行預(yù)熱。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，用由該粉末沉積裝置提供的不帶有該粉末組合物的 該加熱的超音速氣體來(lái)加熱該軸的該表面。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該粉末組合物不在沉積時(shí)熔化。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該粉末組合物被該加熱的超音速氣體加熱至小于該 粉末組合物的熔點(diǎn)的溫度。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該軸是由第一種材料制成的并且該粉末組合物是由 與該第一種材料不同的第二種材料制成的。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該粉末組合物在被沉積到該軸上時(shí)不經(jīng)受相變，并 且該軸響應(yīng)于該粉末組合物的沉積不經(jīng)歷晶粒生長(zhǎng)。10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該粉末組合物在約150ps1-250psi的沖擊壓力下沉 積到該軸上。11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)該粉末組合物被沉積到該軸上時(shí)，該軸的表面溫 度增加不多于200°C。12.—種使車(chē)橋組件的軸平衡的方法，該方法包括:使該軸圍繞一條軸線旋轉(zhuǎn)；當(dāng)該軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)該軸的一個(gè)不平衡位置進(jìn)行定位；停止該軸的旋轉(zhuǎn)使得該不平衡位置直接位于該軸線上方；將一個(gè)粉末沉積裝置放置在該不平衡位置上方;并且用該粉末沉積裝置將一種粉末組合物沉積到該軸上以在該不平衡位置處產(chǎn)生一個(gè)平 衡重量，其中，該平衡重量沿一條平衡重量軸線延伸并且用該粉末沉積裝置通過(guò)使該粉末 沉積裝置相對(duì)于該平衡重量軸線并且相對(duì)于該軸移動(dòng)來(lái)沉積該粉末組合物，其中，該粉末 組合物被一種被加熱的超音速氣體推進(jìn)并且該粉末組合物塑性變形并且機(jī)械地附接到該 軸上。13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，沉積該粉末組合物進(jìn)一步包括:當(dāng)該粉末組合物 被一種加熱的超音速氣體推進(jìn)到該軸上時(shí)，使該粉末沉積裝置圍繞該平衡重量軸線旋轉(zhuǎn)而 將該軸保持在靜止位置中。14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，該平衡重量具有隨著距該軸的距離的增加進(jìn)一步 從該平衡重量軸線延伸的一個(gè)楔形的圓錐形形狀。15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，該平衡重量包括從該軸延伸的第一總體上圓柱形 形狀以及從該第一總體上圓柱形形狀延伸的第二總體上非圓柱形形狀，其中，該第二總體 上非圓柱形形狀具有的質(zhì)量和體積大于該第一總體上圓柱形形狀的質(zhì)量和體積。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，該第二總體上非圓柱形形狀具有一個(gè)楔形的截頭 圓錐形形狀。17.—種軸平衡系統(tǒng)，包括:一個(gè)動(dòng)平衡機(jī)，該動(dòng)平衡機(jī)使一個(gè)軸圍繞一條軸線旋轉(zhuǎn)并且確定該軸的一個(gè)不平衡位 置；以及一個(gè)粉末沉積裝置，該粉末沉積裝置使一種粉末組合物沉積到該軸上以鄰近該不平衡 位置在該軸上產(chǎn)生一個(gè)平衡重量；其中，該粉末沉積裝置直接位于該軸線上方并且當(dāng)沉積該粉末組合物時(shí)該動(dòng)平衡機(jī)將 該軸保持在靜止位置中。18.如權(quán)利要求17所述的軸平衡系統(tǒng)，其中，該平衡重量沿一條平衡重量軸線延伸，并 且通過(guò)使該粉末沉積裝置圍繞該平衡重量軸線并且關(guān)于該軸旋轉(zhuǎn)來(lái)將該粉末組合物沉積 到該軸上。19.如權(quán)利要求17所述的軸平衡系統(tǒng)，其中，該粉末組合物被一種加熱的超音速氣體推 進(jìn)，并且該粉末組合物塑性變形并且機(jī)械地附接到該軸上。20.如權(quán)利要求19所述的軸平衡系統(tǒng)，其中該被加熱的超音速氣體被加熱至不超過(guò)500 °C的一個(gè)溫度。
【文檔編號(hào)】C23C4/12GK106086757SQ201610086250
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年2月16日 公開(kāi)號(hào)201610086250.0, CN 106086757 A, CN 106086757A, CN 201610086250, CN-A-106086757, CN106086757 A, CN106086757A, CN201610086250, CN201610086250.0
【發(fā)明人】陽(yáng)·翟, 菲利普·萊希特
【申請(qǐng)人】阿文美馳技術(shù)有限責(zé)任公司