機械式在線動平衡頭的製作方法

2023-10-10 04:17:54 1

專利名稱：機械式在線動平衡頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於旋轉機械在線動平衡的動平衡頭。
背景技術：
動平衡技術在旋轉機械中佔有重要地位。由於設計、加工、運輸、安裝、材料特性等原因，旋轉機械很容易產生初始不平衡；運行過程中的轉動部件破損、剝落也會造成較大的不平衡。轉子不平衡將產生明顯的工頻振動，影響轉動設備的正常運行。一旦振動超標，就需要對轉子進行動平衡。目前，包括柔性轉子在內的高速轉子的動平衡技術已經發展得非常成熟。但所採用的動平衡過程是一個試重、加重的反覆調整過程，要求頻繁地開停車，花費較多人力、財力和時間。在線動平衡是解決此問題的一個很好的方法。
一般在線動平衡系統主要包括兩部分一部分是安裝在被平衡機器轉子上的動平衡頭，另一部分是控制器。控制器包括傳感器及相關電路、驅動器、控制軟體等。就目前技術水平而言，控制器部分已經非常成熟，大量的工作主要集中在如何設計一結構簡單、運行可靠和低成本的動平衡頭。
目前主要有三種主流的動平衡頭電機驅動式機械動平衡頭、噴液式動平衡頭和電磁式動平衡頭。在第一種電機驅動式機械動平衡頭中有兩隻電機。每隻電機通過各自的絲杆或齒輪來連接配重。電機的驅動電源和控制信號是由滑環來傳送的。通過控制電機來移動配重就能產生合適的校正質量。在第二中噴液式平衡頭中，有四個扇形的腔體。另有四隻噴嘴，每一噴嘴對準一個扇形腔體。通過噴射適當質量的液體到合適的腔體，就可以產生預期的校正質量。在第三種電磁式平衡頭中，有兩隻或三隻滑盤，每隻滑盤上有配重且可在外力的作用下周向轉動。外力為電磁線圈通電後產生的電磁力。控制電磁力就能將滑盤移到指定的位置從而產生希望的校正質量。這三種平衡頭的使用場合都有限制，一般都用在具有剛性轉子的機器上，且對使用的環境溫度也有限制。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種結構簡單、運行可靠、成本低的機械式在線動平衡頭。
本實用新型的機械式在線動平衡頭包括轉動部件和靜止部件兩部分，轉動部件是由二塊蓋板、四塊導向板和三塊分別夾在二塊導向板間的檔板迭置成一體的圓柱體，其中蓋板和各檔板分別具有直徑相同的中心孔，在每塊檔板的平面沿周向均布有四個孔，每塊導向板的中心具有偏心圓，偏心圓的直徑大於蓋板和檔板中心孔的孔徑，在每塊導向板的平面沿周向均布有四個孔，偏心圓通過導向滑道與其中的一個孔相連通，轉動部件圓柱體中的每塊導向板依次相對前一塊導向板順時針轉動90度，導向板的四個孔分別與檔板的四個孔連通，形成圓柱體內部相互獨立且沿周向均布的四個容腔，靜止部件是由同軸線貼合套置的內筒、中筒和外筒組成，在中筒上開有四條平行的螺線滑道，在外筒上開有上下兩排八隻圓孔，其中上排四隻圓孔分別與四條平行螺線滑道的上埠連通，下排四隻圓孔分別與四條平行螺線滑道的下埠相連通，靜止部件的一端固定在支架上，另一端伸入轉動部件圓柱體的中心孔中並與中心孔間留有間隙，置入中心孔中的外筒上的四隻圓孔分別和由導向板與擋板或蓋板迭置形成的偏心導向槽相對應，轉動部件圓柱體的一端面固定有連軸盤，連軸盤與轉軸緊固。
在線動平衡頭轉動部件內部沿周向均布的四個彼此相互獨立的容腔用以存儲鋼珠，靜止部件固定在支架上，用來向旋轉部件不同的容腔投擲鋼珠。運行過程中，電機帶動轉軸以及安裝在轉軸上的平衡頭轉動部件旋轉，向靜止部件外筒上排的圓孔添加鋼珠，鋼珠經螺旋滑道進入旋轉部件不同的容腔內，通過向不同的容腔填充不同數量的鋼珠可以調節旋轉部件的質量分布，從而實現在線動平衡。
本實用新型的基於機械結構設計的在線動平衡頭，不需要給旋轉部分供電，穩定性相當高。該在線動平衡頭結構簡單而且壽命較長，鋼珠大小可選，每次的加重質量易調，使得動平衡精度容易控制。這種平衡頭可用於高溫場合。


圖1是機械式在線動平衡頭示意圖；圖2是導向板示意圖；圖3是擋板示意圖；圖4是蓋板示意圖；圖5是旋轉部件的分解圖。
具體實施方式
參照圖1，本實用新型的機械式在線動平衡頭包括轉動部件和靜止部件兩部分，轉動部件是由二塊蓋板3、四塊導向板4和三塊分別夾在二塊導向板4間的檔板5迭置成一體的圓柱體，各板的形狀如圖2，圖3，圖4所示，一般為圓形鋁板。
蓋板3和各檔板5分別具有孔徑相同的中心孔12和17，在每塊檔板5的平面沿周向均布有四個孔18，每塊導向板4的中心具有偏心圓14，偏心圓14的直徑大於蓋板3和檔板5中心孔的孔徑，在每塊導向板4的平面沿周向均布有四個孔13，偏心圓14通過導向滑道15與其中的一個孔13相連通。九塊板的相對裝配位置如圖5所示，二塊蓋板3分別在圓柱體的兩端，第二塊導向板相對第一塊導向板順時針轉動了90度，以此類推，從左向右，每塊導向板依次相對前一塊導向板順時針轉動90度放置，於是各導向滑道15依次順時針相差90度。每兩塊導向板之間放置擋板，形成四塊導向板夾三塊擋板的結構，以此方式迭置形成的平衡頭，其導向板4的四個孔13分別與檔板5的四個孔18連通，而擁有四個90度間隔的容腔，每個容腔連通一個導向滑道。由於此滑道所在的導向板中心圓是一半徑大於擋板或蓋板中心圓的偏心圓，它與兩邊的擋板或蓋板形成一個360度圓周的偏心導向槽，因此進入此偏心導向槽的鋼珠很容易順著導向槽進入導向滑道15，最終進入容腔體。為了避免鋼珠滯留在偏心導向槽中和避免停機時鋼珠從導向滑道滑出容腔體，可採用在容腔內設置永久磁鐵，即在每塊導向板4的孔13和檔板5的孔18中裝置永久磁鐵19，用於定格已經落入容腔的鋼珠。
靜止部件是由同軸線貼合套置的內筒10、中筒7和外筒6組成，在中筒7上開有四條平行的螺線滑道8，在外筒6上開有上下兩排八隻圓孔9，其中上排四隻圓孔9分別與四條平行螺線滑道8的上埠連通，下排四隻圓孔9分別與四條平行螺線滑道8的下埠相連通，靜止部件的一端固定在支架11上，另一端伸入轉動圓柱體的中心孔中，靜止部件外筒6的外徑較轉動部件圓柱體中心孔的直徑略小，留有間隙，以使轉動部件轉動時，保證兩者不發生碰摩。外筒6上的下排四隻圓孔9分別和導向板與擋板或蓋板形成的偏心導向槽相對應，平衡頭所用鋼珠的外徑應較靜止部件和轉動部件的間隙大，以避免卡鋼珠事件的發生。在轉動部件圓柱體的一端面固定有連軸盤2，連軸盤2與轉軸1緊固，轉軸1貫穿靜止部件內筒10支承在軸承上。
權利要求1.機械式在線動平衡頭，其特徵在於包括轉動部件和靜止部件兩部分，轉動部件是由二塊蓋板(3)、四塊導向板(4)和三塊分別夾在二塊導向板(4)間的檔板(5)迭置成一體的圓柱體，其中蓋板(3)和各檔板(5)分別具有直徑相同的中心孔(12)和(17)，在每塊檔板(5)的平面沿周向均布有四個孔(18)，每塊導向板(4)的中心具有偏心圓(14)，偏心圓(14)的直徑大於蓋板(3)和檔板(5)中心孔的孔徑，在每塊導向板(4)的平面沿周向均布有四個孔(13)，偏心圓(14)通過導向滑道(15)與其中的一個孔(13)相連通，轉動部件圓柱體中的每塊導向板依次相對前一塊導向板順時針轉動90度，導向板(4)的四個孔(13)分別與檔板(5)的四個孔(18)連通，形成圓柱體內部相互獨立且沿周向均布的四個容腔，靜止部件是由同軸線貼合套置的內筒(10)、中筒(7)和外筒(6)組成，在中筒(7)上開有四條平行的螺線滑道(8)，在外筒(6)上開有上下兩排八隻圓孔(9)，其中上排四隻圓孔(9)分別與四條平行螺線滑道(8)的上埠連通，下排四隻圓孔(9)分別與四條平行螺線滑道(8)的下埠相連通，靜止部件的一端固定在支架(11)上，另一端伸入轉動部件圓柱體的中心孔中並與中心孔間留有間隙，置入中心孔中的外筒(6)上的四隻圓孔(9)分別和由導向板與擋板或蓋板迭置形成的偏心導向槽相對應，轉動部件圓柱體的一端面固定有連軸盤(2)，連軸盤(2)與轉軸(1)緊固。
2.根據權利要求1所述的機械式在線動平衡頭，其特徵是在轉動圓柱體中相互獨的四個容腔中分別裝置有永久磁鐵(19)。
專利摘要本實用新型的機械式在線動平衡頭包括轉動部件和靜止部件兩部分，轉動部件是由二塊蓋板、四塊導向板和三塊分別夾在二塊導向板間的擋板迭置成一體的圓柱體，圓柱體內具有相互獨立且沿周向均布的四個容腔，靜止部件是由同軸線貼合套置的內筒、中筒和外筒組成，中筒開有四條平行的螺線滑道，螺線滑道的上、下埠分別與設在外筒上、下排的孔連通，靜止部件的一端固定在支架上，另一端伸入轉動圓柱體的中心孔中，兩者間留有間隙，外筒下排的四個孔分別與轉動圓柱體的四個容腔相對應。運行過程中，通過從靜止部件的螺線滑道向旋轉部件的不同的容腔填充不同數量的鋼珠，可以調節旋轉部件的質量分布，從而實現在線動平衡。本實用新型結構簡單，使用壽命長。
文檔編號F16F15/22GK2766111SQ20052010032
公開日2006年3月22日 申請日期2005年1月26日 優先權日2005年1月26日
發明者曾勝, 張加慶 申請人:浙江大學