CN105127888B - 一种用于高转速情况下的注排液式在线动平衡头结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于高转速情况下的注排液式在线动平衡头结构，包括底盘及水槽盖，底盘的侧面开设有第一通孔及若干储液腔，各储液腔均匀的分布于第一通孔的外周，第一通孔的内壁上沿周向开设有相互平行的若干环形槽，各环形槽的底部设有与对应储液腔相连通的进液孔，底盘的外侧设有若干分别与对应储液腔相连通的第二通孔，各第二通孔内均设有节流阀，水槽盖固定于底盘的侧面。本发明能够快速、持续实现砂轮的在线动平衡，无需停车清理液体，并且无需引入电流。

Description

一种用于高转速情况下的注排液式在线动平衡头结构
技术领域
本发明属于动平衡领域，涉及一种用于高转速情况下的注排液式在线动平衡头结构。
背景技术
近年来各工业大国相继投入大量人力、物力、财力，研究与推广高速磨削技术。高速磨削技术是磨削工艺质的改变，磨削效率与零件的加工精度得到显著提高，更易实现自动化磨削。尤其近年来对陶瓷、光学玻璃、单晶硅等脆硬材料的加工需求，极大地推动了高速磨削技术的研究与推广。砂轮作为磨床的关键部件，直接影响着机床的机械加工工艺能力。由于制造及装配误差使砂轮产生不平衡量，运转过程中由于磨损和磨削液的附着又会产生新的不平衡量。
注液式砂轮自动平衡头由于其易于控制，简单的液体喷射就可以完成动平衡任务目标，在市场上得到了一定的应用。然而这种装置只能注液不能排液的结构，使其无法拥有持续的平衡能力，当储液腔储满液体时必须停车清理液体，平衡头才能继续工作，同时传统的工艺还通过电磁阀来实现液体的流出，但是在对电磁阀控制过程中，需要引入电流，从而容易使电流引入到平衡头上，安全性较差，并且成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于高转速情况下的注排液式在线动平衡头结构，该结构能够快速、持续实现砂轮的在线动平衡，无需停车清理液体，并且无需引入电流。
为达到上述目的，本发明所述的用于高转速情况下的注排液式在线动平衡头结构包括底盘及水槽盖，底盘的侧面开设有第一通孔及若干储液腔，各储液腔均匀的分布于第一通孔的外周，第一通孔的内壁上沿周向开设有相互平行的若干环形槽，各环形槽的底部设有与对应储液腔相连通的进液孔，底盘的外侧设有若干分别与对应储液腔相连通的第二通孔，各第二通孔内均设有节流阀，水槽盖固定于底盘的侧面。
所述第二通孔的内壁上设有内螺纹。
所述节流阀包括由内到外依次设于第二通孔内的第一内六角螺栓、第一垫片、薄片、第二垫片及第二内六角螺栓，且第一垫片及第二垫片的中部均设有第三通孔，薄片的中部设有第四通孔，第四通孔与第三通孔、第一内六角螺栓中部的通孔以及第二内六角螺栓中的通孔相连通，且第一内六角螺栓的外壁上及第二内六角螺栓的外壁上均设有与所述内螺栓相配合的外螺纹。
所述节流阀包括由内到外依次设于第二通孔内的第三内六角螺栓、橡胶片及第四内六角螺栓，且橡胶片上第五通孔，第五通孔与第三内六角螺栓中部的通孔及第四内六角螺栓中部的通孔相连通，第三内六角螺栓的外壁上及第四内六角螺栓的外壁上均设有与所述内螺纹相配合的外螺纹。
环形槽的数量、进液孔的数量与储液腔的数量均为3个。
所述储液腔的横截面为扇形结构，且所述扇形结构的扇形角度为90°。
平衡过程中，经各节流阀排出的液体流量小于注入到各储液腔内的液体流量。
在对砂轮平衡的过程为：获取砂轮的振动信号，并根据所述振动信号得砂轮动平衡时各储液腔内所需液体的量，同时实时计算节流阀排出的液体的流量，然后通过进液孔向各储液腔内加入液体，使各储液腔内的液体增加到动平衡时各储液腔内所需液体的量，实现砂轮的动平衡。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的用于高转速情况下的注排液式在线动平衡头结构在工作时，通过只需将液体经过第三通孔注入到第一通孔内，底盘在转动的情况下，液体经进液孔进入到储液腔内，并从节流阀流出，在使用时，只需控制进入到各储液腔内液体的量就可以实现砂轮的在线动平衡，操作简单，实用性极强，并且无需引入电流，避免电流引入到平衡头上，安全性较高，并且简化了平衡头的结构，降低平衡的成本。
进一步，在平衡过程中，本发明引入节流阀，从而可以准确的计算出节流阀流出的液体的量，在平衡时，只需采集砂轮的振动信息，然后根据电流的振动信息计算砂轮平衡时各储液腔内液体的量，从而通过控制加入到储液腔内液体的量来实现砂轮的动平衡，操作简单，实用性极强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中节流阀的一种结构示意图；
图3为本发明中节流阀的另一种结构示意图；
图4为本发明的效果图。
其中，1为水槽盖、2为储液腔、3为环形槽、4为进液孔、5第二通孔、61为第一内六角螺栓、62为第二内六角螺栓、7为薄片、81为第一垫片、82为第二垫片、91为第三内六角螺栓、92为第四内六角螺栓、10为第五通孔、11为橡胶片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的用于高转速情况下的注排液式在线动平衡头结构包括底盘及水槽盖1，底盘的侧面开设有第一通孔及若干储液腔2，各储液腔2均匀的分布于第一通孔的外周，第一通孔的内壁上沿周向开设有相互平行的若干环形槽3，各环形槽3的底部设有与对应储液腔2相连通的进液孔4，底盘的外侧设有若干分别与对应储液腔2相连通的第二通孔5，各第二通孔5内均设有节流阀，水槽盖1固定于底盘的侧面。
需要说明的是，环形槽3的数量、进液孔4的数量与储液腔2的数量均为3个，所述储液腔2的横截面为扇形结构，且所述扇形结构的扇形角度为90°，平衡过程中，经各节流阀排出的液体流量小于注入到各储液腔2内的液体流量。
实施例一
所述第二通孔5的内壁上设有内螺纹，节流阀包括由内到外依次设于第二通孔5内的第一内六角螺栓61、第一垫片81、薄片7、第二垫片82及第二内六角螺栓62，且第一垫片81及第二垫片82的中部均设有第三通孔，薄片7的中部设有第四通孔，第四通孔与第三通孔、第一内六角螺栓61中部的通孔以及第二内六角螺栓62中的通孔相连通，且第一内六角螺栓61的外壁上及第二内六角螺栓62的外壁上均设有与所述内螺栓相配合的外螺纹。
则节流阀流出的液体的流量其中，Δp为第四通孔入口和出口的压力差，d为第四通孔的内径，μ液体的动力粘度、l为第四通孔的长度。
实施例二
所述第二通孔5的内壁上设有内螺纹，节流阀包括由内到外依次设于第二通孔5内的第三内六角螺栓91、橡胶片11及第四内六角螺栓92，且橡胶片11上第五通孔10，第五通孔10与第三内六角螺栓91中部的通孔及第四内六角螺栓92中部的通孔相连通，第三内六角螺栓91的外壁上及第四内六角螺栓92的外壁上均设有与所述内螺纹相配合的外螺纹。
则节流阀流出的液体的流量为其中Δp为第五通孔10空入口和出口的压力差，d为第五通孔10的内径，μ为液体的动力粘度、l为第五通孔10的长度。
在对砂轮平衡的过程为：获取砂轮的振动信号，并根据所述振动信号得砂轮动平衡时各储液腔2内所需液体的量，同时实时计算节流阀排出的液体的流量，然后通过进液孔4向各储液腔2内加入液体，使各储液腔2内的液体增加到动平衡时各储液腔2内所需液体的量，实现砂轮的动平衡。
验证性实验
采用实施例一中的节流阀结构，在2000r/min转速下，在配重盘上角度为270°的位置上添加11.75g的螺钉作为模拟失衡量，计算需要向其中两个储液腔2中注入液体，分别注入22.64g和10.94g的液体，注排液平衡过程中得到的转频振幅变化如图4所示。
从图4中可以看出，整个平衡过程中，随着注的液体量的增加，砂轮模拟盘的振幅也下降明显；并且在后期，由于节流阀在实时排液，砂轮模拟盘的平衡状态受到破坏，此时，再次向平衡头中注入液体以维护当前的平衡状态。分析上面数据可以得到，平衡后砂轮模拟盘的振动量降为原来的12.50％，平衡效果显著。
以上内容是结合具体的实验条件对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (4)

1.一种用于高转速情况下的注排液式在线动平衡头结构，其特征在于，包括底盘及水槽盖(1)，底盘的侧面开设有第一通孔及若干储液腔(2)，各储液腔(2)均匀的分布于第一通孔的外周，第一通孔的内壁上沿周向开设有相互平行的若干环形槽(3)，各环形槽(3)的底部设有与对应储液腔(2)相连通的进液孔(4)，底盘的外侧设有若干分别与对应储液腔(2)相连通的第二通孔(5)，各第二通孔(5)内均设有节流阀，水槽盖(1)固定于底盘的侧面；
所述第二通孔(5)的内壁上设有内螺纹；
所述节流阀包括由内到外依次设于第二通孔(5)内的第一内六角螺栓、第一垫片(81)、薄片(7)、第二垫片(82)及第二内六角螺栓，且第一垫片(81)及第二垫片(82)的中部均设有第三通孔，薄片(7)的中部设有第四通孔，第四通孔与第三通孔、第一内六角螺栓中部的通孔以及第二内六角螺栓中的通孔相连通，且第一内六角螺栓的外壁上及第二内六角螺栓的外壁上均设有与所述内螺纹相配合的外螺纹；
或者，所述节流阀包括由内到外依次设于第二通孔(5)内的第一内六角螺栓、橡胶片(11)及第二内六角螺栓，且橡胶片(11)上第三通孔，第三通孔与第一内六角螺栓中部的通孔及第二内六角螺栓中部的通孔相连通，第一内六角螺栓的外壁上及第二内六角螺栓的外壁上均设有与所述内螺纹相配合的外螺纹；
在对砂轮平衡的过程为：获取砂轮的振动信号，并根据所述振动信号得砂轮动平衡时各储液腔(2)内所需液体的量，同时实时计算节流阀排出的液体的流量，然后通过进液孔(4)向各储液腔(2)内加入液体，使各储液腔(2)内的液体增加到动平衡时各储液腔(2)内所需液体的量，实现砂轮的动平衡。
2.根据权利要求1所述的用于高转速情况下的注排液式在线动平衡头结构，其特征在于，环形槽(3)的数量、进液孔(4)的数量与储液腔(2)的数量均为3个。
3.根据权利要求1所述的用于高转速情况下的注排液式在线动平衡头结构，其特征在于，所述储液腔(2)的横截面为扇形结构，且所述扇形结构的扇形角度为90°。
4.根据权利要求1所述的用于高转速情况下的注排液式在线动平衡头结构，其特征在于，平衡过程中，经各节流阀排出的液体流量小于注入到各储液腔(2)内的液体流量。
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