CN102635666B - 热流变动自动平衡系统 - Google Patents
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Abstract
一种热流变动自动平衡系统，包括：内环体（1）的外径设置螺旋齿环（2），外环体（3）内径设置有螺旋齿环（4）,两螺旋齿啮合之间有一定的距离空间，空间中设置有热流动材料（5）。其优点是：为进一步减少转子旋转物理中心与质量中心的偏差可将用加热热流体形变套的温度降低其变形力，升变其离心力，从而达到动平衡的自动平衡态，恢复常温态后，仍将维持两心平衡所需要的偏心状态，从而使转子式转动状置实现理想的动平衡性能。
Description
技术领域
本发明涉及机械转轴平衡技术领域，具体地说是一种热流变动自动平衡系统。
背景技术
动平衡指标对转动装置的重要性是不言而喻的，它对转动装置的寿命、精度、噪声、稳定性、可靠性有着关键性的影响，是必须要确认和达标的指标。
转子的动平衡受到终设计、材质、加工、温度、转速、装配等多方面因素的影响，总装后还会受到指度、应力、形变等难以意料的条件影响，使达标动平衡再次劣化。
动平衡测校，需台架和仪器设备，按所测数据，对转子适当部位质量进行增减，上述过程一般需多项重复才能满足技术要求。
达标转子总装后，系统又可能出现新的系统不平衡，此时虽可测量到整个装置的振动，但它与转子自身不平衡，虽然有关但并不能确定造成的部位和相应的修正措施。
且很多大型和要求特别的转子，如大型发电机转子、飞机发动机转子、超速驼螺仪转子等，因测试台架、环境、条件所限，或质量增减方式限制而不得不依赖设计和工艺保证来认定转子动平衡的指标，而装后能在多种转速条件下，启动关闭设备反复进行总装中调机架的装拆校正全系统的振动平衡要求。另外作为批量生产的转子考虑到成本很多不作单件和整机测量动平衡仅依赖原始设计及工艺要求，来认定最终产品的质量标准，结果可想而知因材质的内部缺陷，装配偏差等，将使很多不合格的产品出厂，导致影响其使用寿命，精度等，破坏了企业信誉。
本发明从现行动平衡测校质量分布方法，专业技术要求高过程复杂，仪器仪表测试台架，测试环境、增减质量方法及手段，随产品不同而不同，上述费用工时，十分昂贵。甚至有些情况下现行技术条件根本无法满足产品检测需要的背景情况。认为转动产品的不平衡，可能给到：由轴承确定的物理旋转中心与其综合转矩为零的质量旋转中心不一致。我们既可通过改变质量分体，包括各种阻力，改变使综合转矩为零时的质量旋转中心变化使之与由轴承确定的物理旋转中心一致，而达到动平衡；也可通过综合不平衡转矩产生的离心力与轴承间的相互作用，整体移动转子质量惯性旋转中心使之与轴承确定的物理旋转中心相一致，而达到动平衡。
作为前者测校方法已有大量的研究和探讨，作为后者改变物理定位中心，特别是实现非仪表化的方法较少。
实际上工程上的转子完全动平衡时，轴心周围的综合转矩相平平衡可以看作一个陀螺，当不平衡时，转子综合转矩偏大的一边将产生离心力，使转子产生进动，从而给支持轴和支撑轴的轴承产生额外离心压力，卧式时与地心引力合成产生上下，立式时，产生周向晃动，这些是产生轴承加速磨损，精度下降，疲劳寿命下降，振动噪声、发热等的振源。
发明内容
本发明热流变动自动平衡系统的目的是这个动不平衡产生的周期性的离心力的大小和频率与转速相关，当转子轴与轴承间，若套有加热加一定温度受力可产生环形位移的环套，环套产生偏心即可使转子的物理旋转中心向转子的质量旋转中心靠近，直至基本重合。
本发明热流变动自动平衡系统，包括：内环体1的外径设置螺旋齿环2，外环体3内径设置有螺旋齿环4,两螺旋齿啮合之间有一定的距离空间，空间中设置有热流动材料5。
所述的距离空间为0.1～1mm。
所述的流动材料为巴氏合金、高分子橡胶材料、锑铅锌合金（俗称铅字合金）、铅锌锡合金及250℃以下温度软化的低温合金。
当环套偏心不断加大，转子旋转的物理中心和质量中心逐渐接近，离心力因偏心距的减小将缩小终至环套型变力和离心力平衡。
本发明热流变动自动平衡是这样实现的，其步骤如下：
1、转轴和轴承之间加装一热流变动自动平衡装置；
2、转轴高速转动；
3、转轴高速转动时，热流变动自动平衡装置端加热至180-250℃；
4、转轴继续高速转动将软化的流变材料自动移动而达到平衡；
5、停止加温保持轴旋转；
6、使流变材料冷却至常温后停止旋转；
7、由于流变材料冷却后使之硬化而位置固定，从而达到有效的平衡；
所述的转动平衡是在设计中心和质量惯性中心取基本一致。
本发明热流变动自动平衡系统的优点是：为进一步减少转子旋转物理中心与质量中心的偏差可将用加热热流体形变套的温度降低其变形力，亦可加大转子转速，升变其离心力，使其两中心偏差达到极小质。从而达到动平衡的自动平衡态，热流体形变套，恢复常温态后，仍将维持两心平衡所需要的偏心状态，从而使转子式转动状置实现理想的动平衡性能；同时该热流变动平衡环套，可大幅度提高生产效率降低成本，提高产质量和产品使用寿命。特别对解决一些量大生产科研、动平衡的测量调修难题有较大实用价值。
附图说明
图1为热流变动自动平衡系统结抅示意图。
具体实施方式
根椐图1所示本发明热流变动自动平衡系统，包括：内环体1的外径设置螺旋齿环2，外环体3内径设置有螺旋齿环4,两螺旋齿啮合之间有一定的距离空间，空间中设置有热流动材料5。
所述的距离空间为0.1～1mm。
所述的流动材料为巴氏合金、高分子橡胶材料、锑铅锌合金（俗称铅字合金）、铅锌锡合金及250℃以下温度软化的低温合金。
当环套偏心不断加大，转子旋转的物理中心和质量中心逐渐接近，离心力因偏心距的减小将缩小终至环套型变力和离心力平衡。
Claims (4)
1.一种热流变动自动平衡系统，其特征在于：包括：内环体(1)的外径设置螺旋齿环(2)，外环体(3)内径设置有螺旋齿环(4)，两螺旋齿啮合之间有一定的距离空间，空间中设置有热流动材料(5)。
2.根据权利要求1所述的一种热流变动自动平衡系统，其特征在于：所述的距离空间为0.1～1mm。
3.根据权利要求1所述的一种热流变动自动平衡系统，其特征在于：所述的流动材料为巴氏合金、高分子橡胶材料、锑铅锌合金、铅锌锡合金其中之一。
4.根据权利要求1所述的一种热流变动自动平衡系统，其特征在于：所述的流动材料为250℃以下温度软化的低温合金。
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