專(zhuān)利名稱(chēng)：一種動(dòng)平衡測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡校正技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及動(dòng)平衡的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
在旋轉(zhuǎn)類(lèi)產(chǎn)品中，由于其轉(zhuǎn)子無(wú)法做到完全平衡，當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生離心力，造成失衡、振動(dòng)，進(jìn)而引起更大的問(wèn)題。因此動(dòng)平衡的優(yōu)劣程度直接決定產(chǎn)品的工作性能、使用壽命，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響。特別是目前設(shè)備向高速化、高效化和高精化方向發(fā)展，動(dòng)平衡的問(wèn)題已日益突出，在一些領(lǐng)域成為了制約整個(gè)行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提升的關(guān)鍵因素。如具有廣泛應(yīng)用場(chǎng)合和巨大市場(chǎng)潛力的電動(dòng)工具行業(yè)，大量產(chǎn)品的工作速度已從每分鐘幾千轉(zhuǎn)向上萬(wàn)轉(zhuǎn)、甚至幾萬(wàn)轉(zhuǎn)攀升，帶來(lái)了同電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡性能直接相關(guān)的振動(dòng)烈度增大、使用噪聲提高以及產(chǎn)品壽命縮短等問(wèn)題。另一方面，人類(lèi)已開(kāi)始遠(yuǎn)至宇宙深處進(jìn)行探索，小至納米空間進(jìn)行研究，帶來(lái)高科技的飛速發(fā)展，其中同樣離不開(kāi)旋轉(zhuǎn)設(shè)備的應(yīng)用，這些設(shè)備的特點(diǎn)是高速、精密，對(duì)動(dòng)平衡的性能有更高的要求。因此，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡校正是一項(xiàng)具有巨大效益和深遠(yuǎn)意義的技術(shù)。
動(dòng)平衡校正分為動(dòng)平衡稱(chēng)重(測(cè)量)和動(dòng)平衡去重(加工)兩個(gè)基本過(guò)程，即在完成不平衡量和相位測(cè)量的基礎(chǔ)上，采用一定的加工方式完成不平衡量的消除。顯然，動(dòng)平衡測(cè)量是校正的基礎(chǔ)，只有精確地測(cè)量不平衡量及其相位，才能通過(guò)加工校正提高轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡性能。
在現(xiàn)有技術(shù)中，動(dòng)平衡測(cè)量裝置一般包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)皮帶，測(cè)振支承、測(cè)振傳感器和相位傳感器，其中測(cè)振支承是測(cè)量裝置的關(guān)鍵部位，它由平行的兩副擺架組成，擺架上安裝有測(cè)振傳感器；驅(qū)動(dòng)皮帶由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，安裝于兩副擺架之間，皮帶方向平行于擺架；轉(zhuǎn)子置于兩塊擺架之間，貼合于驅(qū)動(dòng)皮帶，其兩端分別放在擺架上。
在進(jìn)行動(dòng)平衡測(cè)量時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子本身存在的不平衡量會(huì)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振蕩，并引起測(cè)振支承振動(dòng)，傳感器接收到該振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)對(duì)其調(diào)理、分析和處理，并結(jié)合相位信息，以此來(lái)完成不平衡量的大小及其相位的測(cè)量。顯然，測(cè)振支承是測(cè)量的關(guān)鍵所在，起到信息傳遞的橋梁作用，其靈敏度和測(cè)量范圍直接決定系統(tǒng)的測(cè)量精度和適用范圍，而影響測(cè)振支承靈敏度和測(cè)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(dòng)平衡測(cè)量?jī)x中，采用的測(cè)振支承可分為兩類(lèi)，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(cè)量，但其靈敏度較低，從而導(dǎo)致系統(tǒng)測(cè)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(zhuǎn)子微小的振蕩就能引起擺架較大的振動(dòng)，因此該支承適合于不平衡量較小，但測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合應(yīng)用?？梢?jiàn)，硬測(cè)振支承的剛度高，其測(cè)量范圍寬，但測(cè)量精度低；而軟測(cè)振支承的剛度小，則其測(cè)量精度高，但測(cè)量范圍小。因此，采用這些測(cè)振支承實(shí)現(xiàn)的動(dòng)平衡測(cè)量系統(tǒng)很難協(xié)調(diào)測(cè)量范圍和測(cè)量精度之間的矛盾，在實(shí)際應(yīng)用中受到了很大地限制，特別是目前動(dòng)平衡校正對(duì)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(dǎo)致不同的測(cè)量對(duì)象或不同的測(cè)量階段需要更換不同的測(cè)振支承，方能有效地實(shí)施動(dòng)平衡測(cè)量的問(wèn)題。針對(duì)不同的測(cè)量范圍和測(cè)量精度要求，目前常采用多次測(cè)量的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，即為滿(mǎn)足較大測(cè)量范圍要求，首先采用剛度較大的測(cè)振支承的測(cè)量?jī)x測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行動(dòng)平衡加工校正，待校正對(duì)象的不平衡量減少后，再用剛度較小但精度更高的測(cè)振支承的測(cè)量?jī)x測(cè)量，然后根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行精加工。這一步驟也可反復(fù)多次，直到達(dá)到所需要的精度。顯然，這樣需要多臺(tái)不同的動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x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(cè)量范圍和測(cè)量精度之間的矛盾。
現(xiàn)有技術(shù)中有一種常見(jiàn)的動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x，采用彈性擺型擺架的測(cè)振支承，它以彈簧片作為徑向支臂，轉(zhuǎn)子的振蕩引起彈簧片的振動(dòng)，并通過(guò)與之相連的傳感器輸出振動(dòng)信號(hào)，對(duì)其處理分析并結(jié)合相位信息，完成不平衡量大小及其相位的測(cè)量。這種測(cè)振支承的測(cè)量范圍和測(cè)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(diào)測(cè)振支承的測(cè)量范圍和測(cè)量精度之間的矛盾。因此，有人在彈簧片側(cè)面設(shè)置一緊固螺釘，與彈簧片相抵觸，給彈簧片提供一個(gè)支點(diǎn)，并通過(guò)調(diào)節(jié)緊固螺釘，在支點(diǎn)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(diào)整測(cè)振支承的測(cè)量范圍和測(cè)量精度。此種調(diào)整通過(guò)改變測(cè)振支承的剛度系數(shù)來(lái)完成，但這種方式完全靠操作者的手工進(jìn)行，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，同時(shí)這種調(diào)整的精確性低，并只能實(shí)現(xiàn)分級(jí)調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x的測(cè)量范圍和測(cè)量精度不能兼顧的問(wèn)題，提供一種可程控、無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)測(cè)量范圍和測(cè)量精度的動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x。
本實(shí)用新型的思路是對(duì)前述的彈性擺型擺架的測(cè)振支承作出改進(jìn)，實(shí)用新型人希望測(cè)振支承在剛度系數(shù)恒定的條件下，在其中加入一個(gè)可程控改變阻尼的機(jī)構(gòu)，無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)影響測(cè)振支承測(cè)量范圍和測(cè)量精度的另一個(gè)重要參數(shù)——阻尼系數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的一種動(dòng)平衡測(cè)量裝置，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)皮帶，測(cè)振支承和傳感器，測(cè)振支承由平行的兩副擺架組成，擺架上安裝有傳感器；驅(qū)動(dòng)皮帶由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，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(dòng)體，下部為基座，振動(dòng)體和基座間以?xún)筛鶑椈善鳛橹П郏涮卣髟谟谡駝?dòng)體下方設(shè)有限振塊，基座上方設(shè)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(shè)有勵(lì)磁線(xiàn)圈。
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，本實(shí)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(shí)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(chǎng)作用下阻尼系數(shù)可以改變的智能材料，在外加電磁場(chǎng)作用下，電磁流變液體的表觀粘度從流態(tài)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍虘B(tài)；撤去外加電磁場(chǎng)后，從半固態(tài)迅速變回流態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了外加弱電信號(hào)對(duì)于液體粘度的在線(xiàn)連續(xù)、迅速和可逆調(diào)節(jié)與控制。應(yīng)用于動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x上，當(dāng)勵(lì)磁線(xiàn)圈上電流為零時(shí)，電磁流變液體的阻尼系數(shù)較小，該液體對(duì)支承擺架起到的阻尼作用很小，本實(shí)用新型是一個(gè)普通的彈性擺型擺架，具有較高的靈敏度；當(dāng)勵(lì)磁線(xiàn)圈通電后，隨著勵(lì)磁線(xiàn)圈上電流加大，作用于電磁流變液體上的磁場(chǎng)強(qiáng)度也加大，因而電磁流變液體的阻尼系數(shù)相應(yīng)增加，使得測(cè)振支承的靈敏度降低，可測(cè)量范圍增大。由于勵(lì)磁線(xiàn)圈電流和磁感應(yīng)強(qiáng)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(guān)系，因此，調(diào)節(jié)勵(lì)磁線(xiàn)圈電流就可調(diào)節(jié)測(cè)振支承的阻尼系數(shù)，相應(yīng)地調(diào)節(jié)測(cè)量范圍和測(cè)量精度。這種調(diào)節(jié)是電氣化、數(shù)字化的，數(shù)值精確并可準(zhǔn)確地再現(xiàn)，并能達(dá)到無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)的目的，符合本實(shí)用新型的要求。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種動(dòng)平衡測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型動(dòng)平衡測(cè)量裝置擺架的示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)附圖1。該動(dòng)平衡測(cè)量裝置包括機(jī)架1，機(jī)架上部為測(cè)振支承5，機(jī)架上裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和驅(qū)動(dòng)皮帶3，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子4放置于測(cè)振支承上，貼合于驅(qū)動(dòng)皮帶3，并由驅(qū)動(dòng)皮帶3驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)；測(cè)振支承由兩副平行的擺架組成，驅(qū)動(dòng)皮帶3裝在兩副擺架之間，平行于擺架；測(cè)振支承上安裝有傳感器7。測(cè)量時(shí)驅(qū)動(dòng)皮帶3轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)子4高速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子的不平衡量引起測(cè)振支承振動(dòng)，傳遞到傳感器7上，完成不平衡量及其相位的測(cè)量。
參見(jiàn)附圖2。本實(shí)用新型的測(cè)振支承由兩副平行的擺架組成，擺架上部為振動(dòng)體52，下部為基座51，振動(dòng)體和基座間以?xún)筛鶑椈善?6作為支臂，振動(dòng)體下方設(shè)有限振塊53，基座上方設(shè)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(shè)有勵(lì)磁線(xiàn)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(shí)施例在勵(lì)磁線(xiàn)圈6不工作時(shí)，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(yùn)動(dòng)，對(duì)擺架起到的阻尼作用很小，本實(shí)施例實(shí)際上還是一個(gè)彈性擺型擺架，其固有頻率取決于支臂56；當(dāng)勵(lì)磁線(xiàn)圈6通電工作時(shí)，在磁場(chǎng)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(duì)擺架起到阻尼作用，使測(cè)量裝置的靈敏度下降。
權(quán)利要求1.一種動(dòng)平衡測(cè)量裝置，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)皮帶，測(cè)振支承和傳感器，測(cè)振支承由平行的兩副擺架組成，擺架上安裝有傳感器；驅(qū)動(dòng)皮帶由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，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(dòng)體，下部為基座，振動(dòng)體和基座間以?xún)筛鶑椈善鳛橹П?，其特征在于振?dòng)體下方設(shè)有限振塊，基座上方設(shè)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(shè)有勵(lì)磁線(xiàn)圈。
2.如權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)平衡測(cè)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(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種動(dòng)平衡測(cè)量裝置，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)皮帶，測(cè)振支承和傳感器，測(cè)振支承由平行的兩副擺架組成，擺架上安裝有傳感器；驅(qū)動(dòng)皮帶由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，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(dòng)體，下部為基座，振動(dòng)體和基座間以?xún)筛鶑椈善鳛橹П?，其特征在于振?dòng)體下方設(shè)有限振塊，基座上方設(shè)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(shè)有勵(lì)磁線(xiàn)圈。本實(shí)用新型可方便地改變測(cè)量范圍和測(cè)量精度。
文檔編號(hào)G01M1/00GK2738227SQ200520008130
公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月11日
發(fā)明者楊克己, 潘雙夏 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)