CN103115725B - 一种用于叶轮超速前动平衡测试的配平装置及配平方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及测试机械领域，尤其涉及一种用于叶轮超速前动平衡测试的配平装置及配平方法。该配平装置包括叶轮、超速轴和超速套，所述超速套为台阶状，具有大径段和小径段，两个所述超速套以小径段相对的方式设置在超速轴上以将所述叶轮固定在两个所述超速套之间，两个所述超速套与超速轴过盈配合，所述叶轮与两个所述超速套的小径段过盈配合，在所述大径段上设置有配重结构，这样配平装置可在多次试验后重复使用，动平衡测试配平时间短、配平效率高，动平衡机使用寿命延长。

Description

一种用于叶轮超速前动平衡测试的配平装置及配平方法
技术领域
本发明涉及测试机械领域，尤其涉及一种用于叶轮超速前动平衡测试的配平装置及配平方法。
背景技术
离心压缩机叶轮在套装到主轴上形成转子前需要按标准进行2分钟的115%额定转速单个叶轮超速动平衡试验，释放叶轮在加工过程中产生的应力。叶轮超速试验装置的超速轴大小一定，轴颈比叶轮孔小，不同叶轮有不同的轴颈，为保证叶轮装在超速轴上固定并随超速轴一起旋转，就需要设计一个过渡套或者叫超速套，用于连接叶轮和超速轴。
现有技术中，叶轮和超速套套装在一起后进行叶轮超速动平衡试验时，由于叶轮焊接的不均匀性总是存在不平衡量，为了避免叶轮超速动平衡试验中因不平衡量过大导致叶轮的转速达不到115%额定转速的情况发生，而需要在叶轮超速动平衡试验前，进行叶轮动平衡测试的去重配平。此时是禁止在叶轮上去重的，所以需要在超速套上进行去重平衡。
然而，目前在超速套上进行去重平衡存在的两个问题，一是由于叶轮的不平衡量有大有小，相位可能也不尽相同，同一个超速套用于不同叶轮进行十几次测试后，超速套上就可能会出现去重孔重叠的现象，从而影响去重效果，更多的试验做下来，超速套上甚至没有空间进行去重以至于超速套不能使用，从而造成浪费；二是由于每次是在动平衡机上进行钻孔去重，空间场地受限，效率低，时间长，去重位置由于原来孔位的影响，可能得重复好几次去重才能满足动平衡精度要求，一个叶轮超速试验前动平衡测试的配平有时需要1小时来完成，一般需要30~40分钟，钻孔时叶轮直接放在滚轮上，打磨产生铁屑还会影响动平衡机的滚轮寿命和精度。
因此，针对以上不足，本发明提供了一种叶轮超速前动平衡测试的配平装置及配平方法。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种用于叶轮超速前动平衡测试的配平装置及配平方法，解决采用在配平装置上直接去重的方式带来的多次去重后去重孔重叠配平装置无法继续使用、动平衡测试配平时间长效率低以及动平衡机寿命短的问题。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种用于叶轮超速前动平衡测试的配平装置，其包括叶轮、超速轴和超速套，所述超速套为台阶状，具有大径段和小径段，两个所述超速套以小径段相对的方式设置在超速轴上以将所述叶轮固定在两个所述超速套之间，两个所述超速套与超速轴过盈配合，所述叶轮与两个所述超速套的小径段过盈配合，在所述大径段上设置有配重结构。
其中，所述配重结构包括配重组合孔和配重螺栓，在所述大径段上均匀分布一圈配重组合孔，所述配重组合孔包括相连通的螺孔和光孔，在所述螺孔内配有配重螺栓。
其中，所述光孔在远离叶轮的一侧，所述螺孔在靠近叶轮的一侧。
其中，所述配重螺栓上设有配重垫圈，所述配重垫圈与所述光孔之间为间隙配合。
其中，两个超速套的轴向长度不同。
本发明提供的一种利用所述配平装置进行叶轮动平衡测试的配平方法，其包括：其包括以下步骤：
S1.采用过盈配合的方式将叶轮套在两个所述超速套上；
S2.采用过盈配合的方式将S1中两个所述超速套套入超速轴上；
S3.在所述超速套大径段上的配重组合孔中旋入或旋出不同重量的配重螺栓进行配平。
其中，还包括步骤S4：
S4.在所述的光孔中通过在配重螺栓上装配配重垫圈或者减去配重
垫圈进行配平。
（三）有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：由于采用两个所述超速套以小径段相对的方式设置在超速轴上以将所述叶轮固定在两个所述超速套之间，在所述大径段上设置有配重结构，配重结构包括配重组合孔和配重螺栓，通过在配重组合孔中配减配重螺栓进行配平，这样摒弃了直接在超速套上钻孔去重的方式，反而采用在配重组合孔中配置螺栓的方式进行配平，配平装置可在多次试验后重复使用，动平衡测试配平时间短、配平效率高，动平衡机使用寿命延长。
附图说明
图1是本发明实施例配平装置的结构示意图；
图2是本发明实施例配平装置的超速套结构示意图；
图3是图2所示本发明实施例配平装置的超速套的左视图。
图中：1：超速套；2：叶轮；3：配重垫圈；4：配重螺栓；5：超速轴；6：光孔；7：螺孔；8：大径段；9：小径段。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1、2和3所示，本发明实施例的用于叶轮超速前动平衡测试的配平装置包括叶轮2、超速轴5和超速套1，所述超速套1为台阶状，具有大径段8和小径段9，两个所述超速套1以小径段相对的方式设置在超速轴5上以将所述叶轮2固定在两个所述超速套1之间，两个超速套1与超速轴5过盈配合，叶轮2与两个超速套1的小径段9过盈配合，在大径段8上设置有配重结构，配重结构包括配重组合孔和配重螺栓4，在所述大径段上均匀分布一圈配重组合孔，所述配重组合孔包括相连通的螺孔7和光孔6，在所述螺孔6内配有配重螺栓4。
由于动平衡测试时存在两个平衡面，所以本发明采用两个超速套1，通过在大径段8上的配重组合孔中配减配重螺栓4进行动平衡测试的配平，将叶轮动平衡的两个平衡面转移到了两个超速套的配重组合孔圆环上，也即通过在超速套上配重来使叶轮的动平衡精度达到要求，其中，两个超速套的长度可以相同，也可以不相同。
如图1和图2所示，所述超速套大径段8上的光孔6在远离叶轮的一侧，螺孔7靠近叶轮的一侧，这样方便了配重螺栓4通过光孔6旋入螺孔7中。
所述配重螺栓4上设有配重垫圈3，配重垫圈3与光孔6之间为间隙配合。配重垫圈3与光孔6的配合选择比较小的间隙配合，保证叶轮在高转速下当配重垫圈3的离心力较大时螺栓变形后配重垫圈3能与超速套光孔6内壁接触，确保因此产生的不平衡控制在许可的范围内，也避免了配重垫圈3因离心力过大而破损飞出，使叶轮超速得以安全地进行；在所述配置螺栓4上串装配重垫圈3，这样组成一个重量可增减的配重复合体。
根据需要，本发明中一个配重组合孔内的配重可以是单个的配重螺栓4、配重垫圈3或者可以是一个配重螺栓4与一块或几块配重垫圈3的组合组成。
本发明中配重螺栓4和配重垫圈3的规格根据需要设置，一般有10g、20g、50g、80g、100g等，或者根据需要采用天平称重而定。
本发明还提供了利用上述配平装置进行叶轮动平衡测试的配平方法，其包括以下步骤：
S1.采用过盈配合的方式将叶轮2安装在两个超速套1上；
S2.采用过盈配合的方式将所述超速套1套入超速轴上；
S3.在所述超速套大径段8上的配重组合孔中旋入或旋出不同重量的配重螺栓4进行配平；
在经过步骤S3还不能实现动平衡时或者说不平衡量比较小时，还可以经过步骤S4进行配平。所述步骤S4：
S4.在所述的光孔中通过在配重螺栓4上装配配重垫圈3或者减去配重垫圈3进行配平。
经过上述步骤，叶轮2和超速套1整体动平衡合格后再进行2分钟的115%额定转速叶轮超速动平衡试验，超速完成，叶轮检查合格后再将超速套与叶轮分离。
上述配平方法采用在配重组合孔中配置螺栓的方式进行配平，这样改变了传统的直接在超速套上钻孔去重的方式，是一种新的思路，极大缩短了动平衡测试配平的时间、提高了配平效率。
本发明已经经过试验验证，安全可靠，现在每做一个叶轮的动平衡时间大幅度降低，由原来的一个叶轮动平衡测试配平做下来需要30~40分钟下降到只需要不到8分钟，具有显著的技术效果。
本发明在进行叶轮动平衡测试的配平时，配平装置在动平衡机上旋转和停止后，动平衡机会显示一个指示方向，根据动平衡机的显示，可以确定不平衡点的方位，然后在超速套的大径段上与不平衡点的方位相应地方的配重组合孔中旋进或者旋出配重螺栓，或者根据需要在旋入的配重螺栓上增减配重垫圈进行配平调节，最终实现整个配平装置的动平衡。
综上所述，本发明提供的用于叶轮超速前动平衡测试的配平装置和利用所述配平装置进行叶轮动平衡配平的方法由于采用在超速套的大径段上均匀分布一圈配重组合孔，配重组合孔包括相连通的螺孔和光孔，在螺孔内配有配重螺栓和配重垫圈进行配重配平，这样摒弃了直接在超速套上钻孔去重的方式，相反地，采用在配重组合孔中配减配重螺栓、配重垫圈或者两者的组合的方式进行配重的方式配平，配平装置可在多次试验后重复使用，动平衡测试配平时间短、配平效率高，并且由于不需要在动平衡机上进行钻孔去重，不会因打磨产生铁屑而影响动平衡机的滚轮，提高了动平衡机的寿命。并且，由于配重垫圈与光孔的配合选择比较小的间隙配合，避免了叶轮在高转速时，配重垫圈因离心力过大而破损飞出，从而保证叶轮超速运转得以安全地进行，使得本发明具有较高的安全性。
以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于叶轮超速前动平衡测试的配平装置，其特征在于：包括叶轮(2)、超速轴(5)和超速套(1)，所述超速套(1)为台阶状，具有大径段(8)和小径段(9)，两个所述超速套(1)以小径段相对的方式设置在超速轴(5)上以将所述叶轮(2)固定在两个所述超速套(1)之间，两个所述超速套(1)与超速轴(5)过盈配合，所述叶轮(2)与两个所述超速套(1)的小径段(9)过盈配合，在所述大径段(8)上设置有配重结构；
所述配重结构包括配重组合孔和配重螺栓(4)，在所述大径段(8)上均匀分布一圈配重组合孔，所述配重组合孔包括相连通的螺孔(7)和光孔(6)，在所述螺孔(7)内配有配重螺栓(4)；
所述配重螺栓(4)上设有配重垫圈(3)，所述配重垫圈(3)与所述光孔(6)之间为间隙配合。
2.根据权利要求1所述的配平装置，其特征在于：所述光孔(6)在远离叶轮的一侧，所述螺孔(7)在靠近叶轮的一侧。
3.根据权利要求2所述的配平装置，其特征在于：两个超速套的轴向长度不同。
4.一种利用权利要求2-3中任一项所述的配平装置进行叶轮动平衡测试的配平方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1.采用过盈配合的方式将叶轮(2)套在两个所述超速套(1)上；
S2.采用过盈配合的方式将S1中两个所述超速套(1)套入在超速轴上；
S3.在所述大径段(8)上的配重组合孔中旋入或旋出不同重量的配重螺栓(4)进行配平。
5.根据权利要求4所述的配平方法，其特征在于：还包括步骤S4：
S4.在所述的光孔(6)中通过在配重螺栓(4)上装配配重垫圈(3)或者减去配重垫圈(3)进行配平。
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