CN105841884B - 外转子不平衡量校正器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外转子不平衡量的校正方法及应用该方法的校正器，包括以下步骤：步骤一、固定外转子并使外转子通电旋转；步骤二、通过光线传感器检测首次经过的外转子棱，并记为初始位置A；步骤三、通过加速度传感器检测外转子不平衡量引起的振动信号，计算出相对初始位置A所需转动角度C和不平衡量W值；步骤四、通过辅助旋转装置将外转子转动至位置D，位置D=初始位置A+角度C；步骤五、通过增量加工或者减量加工的方式将不平衡量W值赋予位置D。通过光线传感器检测外转子棱的方式，监控外转子的转动角度，从而无需使用者手画标记，缩短检测外转子不平衡量时间，提高了校正的效率。
Description
技术领域
本发明涉及转子不平衡量校正领域，特别涉及一种外转子不平衡量校正器。
背景技术
传统的电动机是定子在外，转子旋转产生动力，外转子指的是一种定子在内，转子在外的一种电机。该种外转子的风叶一般固定上下两层筒体上，通过定子使筒体的转动，固定在外转子上的风叶使筒体的内部产生空气流动，从而外转子可以通过自转使得空气流动。
外转子通常作为一种常见的零部件使用在吸尘器中，但是国内生产的吸尘器具有噪音很大的问题，该问题就出现在“转子不平衡”这个问题上。
一般而言，当零件是旋转运动的零部件时，例如各种传动轴、主轴、风机、水泵叶轮、刀具、电动机和汽轮机的转子等，统称为回转体。
在理想的情况下，回转体旋转与不旋转时，对轴承产生的压力是一样的，这样的回转体是平衡的回转体。但在实际应用中的各种回转体，由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差，甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素，造成了回转体的不平衡，即使静态平衡了，回转体在旋转时，其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消，从而产生了不平衡的离心力，就造成了动态的不平衡。
不平衡是质量和几何中心线不重合，即质心不在旋转轴上导致的一种故障状态，如果外转子处于转子不平衡状态，外转子在转动过程中，由于质心不处于旋转轴上，所以就会产生离心力，离心力使外转子产生振动，从而产生了噪音，同时也极大的增加了轴承的磨损，减少了外转子的使用寿命。
现有技术中，调整离心式通风机的不平衡量的方法一般通过手动焊接余量，例如公告号为“CN 1058096A”的中国发明专利公开了一种离心式通风机现场动平衡的方法，其中就通过加速度传感器和相位仪检测出数据，检测方式为，通过计算出相位角θ，然后在一位置上加重，并标上标记，然后技术处第二个相位角θ，通过发明专利中的相位角计算公式和不平衡量计算公式分别计算出最终相位角和重量值。然后通过在与标记位置的相隔最终相位角的位置，焊上该重量值，使得转子的质心位于旋转轴上，最终使得转子平衡。
但是该种方式需要手动对外转子进行计算和调整，导致外转子不平衡量的校正时间大大延长。
发明内容
本发明的目的是提供一种缩短检测外转子不平衡量时间的外转子不平衡量的校正方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种外转子不平衡量的校正方法，包括以下步骤：
步骤一、固定外转子并使外转子通电旋转；
步骤二、通过光线传感器检测首次经过的外转子的棱，并记为初始位置A；
步骤三、通过加速度传感器检测外转子不平衡量引起的振动信号，计算出相对初始位置A所需转动角度C和不平衡量W值；
步骤四、通过辅助旋转装置将外转子转动至位置D，位置D=初始位置A+角度C；
步骤五、通过增量加工或者减量加工的方式将不平衡量W值赋予位置D。
通过采用上述技术方案，在外转子的校正过程中，一般情况下，需要手动在外转子上打上初始标记和最终位置的标记，但是在实际操作中发现，很多外转子上的侧面进风位置是开启的，同时外转子内具有均匀分布的扇叶，在外转子转动的过程中，通过光线传感器可以检测到扇叶的棱转过的数量，此时通过将扇叶转动的次数乘以相邻扇叶之间的角度，就可以得到整个外转子在高速旋转时转过的角度，通过测振传感器检测外转子不平衡量引起的振动信号，计算出相对初始标记位置所需转动的角度，停止供电，然后通过辅助旋转装置将外转子转动至最终位置D，在此过程中，通过光线传感器检测外转子扇叶的棱的位置，可以实时监测外转子的转过的角度，从而方便辅助旋转装置将外转子转动至最终位置D，在此过程中，通过光线传感器检测外转子棱的方式，监控外转子的转动角度，从而无需使用者手画标记，缩短检测外转子不平衡量时间，提高了校正的效率。
作为优选，所述减量加工的方式包括铣削或者剪断。
通过采用上述技术方案，通过铣削或者剪断的方式，去除外转子顶壁的造成不平衡量的重量消除，相比于焊接等增强加工的方式，该种去除不平衡量的操作方式更加简单，同时铣削和剪断的重量可以控制，使得减除量更加精确，从而保证外转子的质量。
作为优选，校正方法还包括步骤六、计算得到剪断或者铣削的进给量E，然后通过直线动力部控制剪钳或者铣刀在外转子的位置D移动进给量E，然后使剪钳或者铣刀动作在外转子的顶壁去除不平衡量W值。
通过采用上述技术方案，因为不平衡量W值是一个精确的数值，而在加工过程中，该W值很难精确的在外转子上去除，同时去除不平衡量W值的位置也是影响校正后的外转子不平衡量的一个重要因素，铣削加工和剪断加工中的过程中，可以通过选用不同尺寸的铣刀、剪钳，同时控制铣刀和剪钳的进给量,使得去除的W值可控制；同时铣刀和剪钳只能进行直线的移动，其运动轨迹是固定的，所以不存在手工加工时的位置D发生偏差的问题，共同起到了提高校正精度的作用。
本发明的另一目的是提供一种提高外转子不平衡量校正效率的校正器。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种校正器，包括机架，所述机架上设置有用于装夹外转子的装夹部，所述装夹部上连接有用于检测外转子振动量的加速度传感器，所述机架上设置有对外转子供电的供电部，所述装夹部上方设置有可抵接在外转子的上端面并通过摩擦力驱动外转子转动的辅助旋转装置，所述装夹部上设置有检测外转子棱经过次数的光线传感器，所述机架上设置有去除外转子上端面重量的去重部。
通过采用上述技术方案，在使用过程中，通过装夹部将外转子夹持，然后对外转子通电使其转动，在转动过程中，通过光线传感器不断记录外转子棱经过的次数，同时在外转子棱转动的过程中，通过加速度传感器检测到检测外转子不平衡量引起的振动信号，计算机通过该振动信号计算出相对初始位置A所需转动角度C和不平衡量W值，然后停止对外转子供电，使外转子的转速降低；通过辅助旋转装置与外转子的上端面抵接，通过光线传感器的计数判断外转子的已经旋转过的角度，然后辅助旋转装置将外转子转动至位置D，通过去重部将该不平衡量W值在外转子的上端面去除，从而通过自动化的方式实现了外转子不平衡量的校正，相比于手工的方式，提高了生产效率，通过光线传感器检测外转子棱的方式判断外转子的转动角度，是实现了从手工校正不平衡量至自动化校正不平衡量的基础。
作为优选，所述机架的工作面上设置有通孔，所述装夹部位于通孔的上方，所述通孔下方设置有与装夹部连接的减振支撑架，所述减振支撑架包括金属片，所述减振支撑架通过竖向设置的金属片与工作面的底部连接。
通过采用上述技术方案，转子在转动过程中会发生振动，振动的大小是判断外转子不平衡量的基础，而将装夹部设置在机架的工作面上，振动将通过机架传导至地面上，使振动的大小减弱，从而造成了加速度传感器的误判，减振支撑架通过金属片与机架连接，金属片是竖向设置的，起到了固定减振支撑架的作用，同时在外转子导致装夹部发生振动时，金属片较薄与机架的连接位置较少，金属片不会将振动传递至机架上，装夹部的振动不会被减弱，不会影响到加速度传感器的判断，提高检测精度；同时减振支撑架和通孔位于装夹部位于通孔上方，保证装夹部始终高于机架的工作面，方便外转子的放置。
作为优选，所述装夹部包括供外转子放置的底座，所述底座内的一侧设置有用于与外转子轮廓配合的弧形槽，所述底座相对于弧形槽的另一侧设置有推动外转子向弧形槽方向移动的夹持部。
通过采用上述技术方案，外转子在转动过程中会产生跳动，如果外转子在底座上的固定效果不好，振动的传递将被削弱，为了更好的将振动传递至装夹部上的加速度传感器上，弧形槽起到卡嵌外转子轮廓的作用，然后在弧形槽的另一侧通过夹持部将作用力施加到外转子上，使外转子固定在夹持部和弧形槽之间，最终将外转子固定在底座上，避免外转子在底座上跳动。
作为优选，所述供电部包括可与电源连通的导线和对外转子的端子接口供电的端子插座，所述导线与端子插座连接。
通过采用上述技术方案，端子插座和导线连接，使端子插座的位置可调，同时导线使得端子插座的长度延长，避免端子插座固定在机架上不能很好的与外转子的端子接口连接的情况。
作为优选，所述供电部包括可与电源连通的引脚座，所述引脚座与底座连接且位于通孔下方，所述引脚座内设置有与外转子的引脚接触的导电片，所述引脚座与导电片之间设置有驱动导电片向外转子的引脚方向弹起的弹性件。
通过采用上述技术方案，将外转子的引脚插入至引脚座内，然后与导电片连接，实现了对外转子的供电，由于弹性件的设置，导电片在引脚座内的高度可调，从而满足不同规格的外转子不同的引脚长度，使校正器能够适应不同的外转子，同时这种插接的结构，只需要向下插入外转子即可，操作更加简单。
作为优选，所述辅助旋转装置包括转动部和可抵接外转子的上端面的摩擦块，所述转动部通过驱动摩擦块旋转使外转子转动，所述机架上设置有驱动转动部和摩擦块在底座上方升降的升降部。
通过采用上述技术方案，摩擦块通过与外转子的接触起到了对正在转动的外转子减速的作用，无需使用者等待外转子停止，减少了时间的浪费；摩擦块通过摩擦作用可与外转子同步转动，转动部驱动外转子转动驱动外转子转动至所需位置；在使用过程中，由于外转子的转速较快，为了避免摩擦块影响转动子的转动，升降部将摩擦块向上提起，即外转子工作过程中，摩擦块不与外转子接触，同时在加速度传感器检测结束后，升降部下降，摩擦块与外转子抵接，使其减速。
作为优选，所述去重部包括设置在夹持部一侧的气动剪钳和驱动气动剪钳向外转子移动的推动部，所述气动剪钳与推动部连接，所述推动部设置在机架的工作面上。
通过采用上述技术方案，通过推动部推动气动剪钳和驱动气动剪钳向外转子移动，使去除的不平衡量W值更加精确。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过光线传感器检测外转子棱的方式，监控外转子的转动角度，从而无需使用者手画标记，缩短检测外转子不平衡量时间，提高了校正的效率；
2、竖向设置的金属片起到了固定减振支撑架的作用，同时在外转子导致装夹部发生振动时，金属片较薄与机架的连接位置较少，金属片不会将振动传递至机架上，装夹部的振动不会被减弱，不会影响到加速度传感器的判断，提高检测精度。
附图说明
图1是外转子的结构示意图；
图2是实施例1的机架整体的结构示意图；
图3是图2所示A部放大示意图；
图4是实施例1的装夹部的结构示意图，用于体现弧形槽的形状和位置；
图5是实施例1的减振支撑架的结构示意图；
图6是实施例2的剖面示意图，用于体现供电部的结构位置；
图7是图6所示B部放大示意图。
图中，1、机架；11、通孔；12、减振支撑架；13、金属片；14、工作面；2、装夹部；21、底座；22、弧形槽；23、夹持部；3、加速度传感器；4、供电部；41、端子插座；42、导线；43、引脚座；44、导电片；45、弹性件；5、辅助旋转装置；51、转动部；52、摩擦块；53、升降部；6、光线传感器；7、去重部；71、气动剪钳；72、推动部；8、外转子；81、顶壁；82、端子接口；83、棱；84、引脚。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
如图1所示，外转子8的上表面为金属制成的顶部，下部为塑料制成的底部，顶部下方设置有扇叶，扇叶朝向外侧的位置为棱83，在底座21上还设置有用于供电的端子接口82。
如图7所示，底座21不设置有端子接口82，底座21下方垂直设置有引脚84。
实施例1：如图2所示，一种外转子8不平衡量校正器，包括呈柜体的机架1，机架1的中间位置设置有工作面14，工作面14上设置有通孔11，通孔11上方悬浮设置有装夹部2，装夹部2为一底座21，底座21的下方是开口的，从而方便引脚84或者使外转子8供电的线缆的放置。
如图5所示，底座21位于通孔11的上方，底座21的下方设置有减振支撑架12，减振支撑架12底部的两侧比通孔11稍大，减振支撑架12的底部不与机架1接触，然后减振支撑架12的顶部与底座21的底部连接，减振支撑架12的两侧连接有0.2-1mm左右厚度的金属片13，金属片13的一端竖直设置在减振支撑架12上，金属片13的另一端连接在工作平面的底部且靠近通孔11的附近，从而金属片13起到了提拉底座21的作用。
如图3和图4所示，在底座21内形成有一供外转子8放置的空腔，空腔的一侧呈弧形，即形成了与外转子8的侧面的轮廓配合的弧形槽22，相对于弧形槽22的一侧设置有夹持部23，夹持部23为快速夹钳，推拉快速夹钳时，夹钳的固定端向弧形槽22方向移动，同时快速夹钳的固定端也设置有与外转子8的轮廓配合的弧面，从而通过快速夹钳将固定端向弧形槽22推动，从而夹持住了外转子8。
如图3所示，在底座21的一侧设置有加速度传感器3，加速度传感器3的检测头与底座21连接，底座21上的左右两侧的相对位置分别设置有光线传感器6的发射端和接收端，发射端和接收端设置在正好能够检测到外转子8棱83的位置，即水平设置在底座21上。
如图4所示，同时在机架1上设置有辅助旋转装置5，辅助旋转装置5包括位于底座21的用于夹持外转子8的空腔上方的摩擦块52，摩擦块52为一短扁的圆筒，圆筒朝下的一端内设置有海绵，即提高了摩擦力，又能对海绵进行替换，摩擦块52上设置有驱动摩擦块52转动的转动部51，转动部51为电机，电机的主轴与摩擦块52连接，电机固定在升降部53上，升降部53为气缸，气缸的活塞杆与电机固定连接，气缸呈竖向设置在机架1上，在气缸动作时，推动摩擦块52向外转子8移动，或者使摩擦块52远离外转子8。
如图4所示，在工作平面上在底座21的一侧设置有去重部7，去重部7包括气动剪钳71或者铣刀，气动剪钳71上设置有推动部72，推动部72将驱动气动剪钳71向固定在底座21上的外转子8移动，然后在特定位置时，气动剪钳71将外转子8的顶壁81减除，起到去除不平衡量W值的作用，推动部72为气缸，气缸的活塞杆与气动剪钳71连接，气缸固定在机架1的工作平面上。
如图2和图3所示，在工作平面的下方还设置有与电源连接的导线42，导线42的一端设置有端子插座41，端子插座41与通过端子接口82通电的外转子8连接，导电和端子插座41构成了供电部4。
实施例1的工作原理为：将外转子8放置在装夹部2内，通过快速夹钳将外转子8固定在底座21内，将外转子8的端子接口82与端子插座41插接，对外转子8供电，然后使得外转子8转动，在外转子8的转动过程中，外转子8的棱83挡住了光线传感器6，然后计数，通过与外转子8棱83的数量进行对比，从而判断外转子8所处于的位置，通过校正方法确定最终所需剪切的位置，然后升降部53驱动转动的摩擦块52下降，使得外转子8减速，通过转动部51控制外转子8的转速，使转子转动至最终位置D，然后驱动部驱动气动剪钳71至位置D，然后移动进给量E，在外转子8的表面去除不平衡量W值。
实施例2：一种校正器，如图6和图7所示，实施例2与实施例1的区别之处在于，实施例2中底座21的供电部4的不同，实施例2中供电部4包括可与电源连通的引脚84座43，引脚84座43与底座21连接且位于通孔11下方，或者引脚84座43与底座21一体成型，引脚84座43内设置有与外转子8的引脚84接触的导电片44，引脚84座43与导电片44之间设置有驱动导电片44向外转子8的引脚84方向弹起的弹性件45，弹性件45为弹簧。
实施例2的工作原理为：实施例2的工作原理与实施例1相同，只是固定方式的不同，实施例2中，通过将外转子8插入底座21中，外转子8的引脚84与导电片44接触，从而压缩弹性件45，使得导电片44与外转子8的引脚84相互接触，从而对外转子8供电，在此过程中，避免了手动插合端子插座41和端子接口82，简化了操作步骤。
本发明还涉及了一种外转子8不平衡量的校正方法，该种校正方法是通过从原先的外转子8不平衡量的校正方法中，改进了检测方式，避免了手动的进行标记，简化了检测的方式。
包括以下步骤：步骤一、固定外转子8并使外转子8通电旋转；
步骤二、通过光线传感器6检测首次经过的外转子8棱83，并记为初始位置A；
步骤三、通过加速度传感器3检测外转子8不平衡量引起的振动信号，计算出相对初始位置A所需转动角度C和不平衡量W值；
步骤四、通过辅助旋转装置5将外转子8转动至位置D，位置D=初始位置A+角度C；
步骤五、通过增量加工或者减量加工的方式将不平衡量W值赋予C位置，减量加工的方式包括铣削或者剪断。
步骤六、计算得到剪断或者铣削的进给量E，然后通过气缸或者电机控制剪钳或者铣刀在外转子8的C位置移动进给量E，然后使剪钳或者铣刀动作在外转子8的顶壁81去除不平衡量W值。
在外转子8的校正过程中：一般需要手动在外转子8上打上初始标记和最终位置的标记，但是本方法在外转子8转动的过程中，通过光线传感器6可以检测到扇叶的棱83转过的数量，此时通过将扇叶转动的次数乘以相邻扇叶之间的角度，就可以得到整个外转子8在高速旋转时转过的角度，通过测振传感器检测外转子8不平衡量引起的振动信号，计算出相对初始标记位置所需转动的角度，停止供电，然后通过辅助旋转装置5将外转子8转动至最终位置D，在此过程中，通过光线传感器6检测外转子8扇叶的棱83的位置，可以实时监测外转子8的转过的角度，从而方便辅助旋转装置5将外转子8转动至最终位置D，在此过程中，通过光线传感器6检测外转子8棱83的方式，监控外转子8的转动角度，从而无需使用者手画标记，缩短检测外转子8不平衡量时间，提高了校正的效率。
Claims (6)
1.一种外转子不平衡量校正器，其特征在于：包括机架(1)，所述机架(1)上设置有用于装夹外转子(8)的装夹部(2)，所述装夹部(2)上连接有用于检测外转子(8)振动量的加速度传感器(3)，所述机架(1)上设置有对外转子(8)供电的供电部(4)，所述装夹部(2)上方设置有可抵接在外转子(8)的上端面并通过摩擦力驱动外转子(8)转动的辅助旋转装置(5)，所述装夹部(2)上设置有检测外转子(8)的棱(83)经过次数的光线传感器(6)，所述机架(1)上设置有去除外转子(8)上端面重量的去重部(7)；所述装夹部(2)包括供外转子(8)放置的底座(21)，所述底座(21)内的一侧设置有用于与外转子(8)轮廓配合的弧形槽(22)，所述底座(21)相对于弧形槽(22)的另一侧设置有推动外转子(8)向弧形槽(22)方向移动的夹持部(23)。
2.根据权利要求1所述的外转子不平衡量校正器，其特征在于：所述机架(1)的工作面(14)上设置有通孔(11)，所述装夹部(2)位于通孔(11)的上方，所述通孔(11)下方设置有与装夹部(2)连接的减振支撑架(12)，所述减振支撑架(12)包括金属片(13)，所述减振支撑架(12)通过竖向设置的金属片(13)与工作面(14)的底部连接。
3.根据权利要求1所述的外转子不平衡量校正器，其特征在于：所述供电部(4)包括可与电源连通的导线(42)和对外转子(8)的端子接口(82)供电的端子插座(41)，所述导线(42)与端子插座(41)连接。
4.根据权利要求2所述的外转子不平衡量校正器，其特征在于：所述供电部(4)包括可与电源连通的引脚座(43)，所述引脚座(43)与底座(21)连接且位于通孔(11)下方，所述引脚座(43)内设置有与外转子(8)的引脚(84)接触的导电片(44)，所述引脚座(43)与导电片(44)之间设置有驱动导电片(44)向外转子(8)的引脚(84)方向弹起的弹性件(45)。
5.根据权利要求1所述的外转子不平衡量校正器，其特征在于：所述辅助旋转装置(5)包括转动部(51)和可抵接外转子(8)的上端面的摩擦块(52)，所述转动部(51)通过驱动摩擦块(52)旋转使外转子(8)转动，所述机架(1)上设置有驱动转动部(51)和摩擦块(52)在底座(21)上方升降的升降部(53)。
6.根据权利要求2所述的外转子不平衡量校正器，其特征在于：所述去重部(7)包括设置在夹持部(23)一侧的气动剪钳(71)和驱动气动剪钳(71)向外转子(8)移动的推动部(72)，所述气动剪钳(71)与推动部(72)连接，所述推动部(72)设置在机架(1)的工作面(14)上。
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