CN105910757A - 一种刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，属于实验器材领域，包括刚性转子和调试组件，刚性转子的端面设置有四个径向滑槽，四个径向滑槽沿刚性转子的周向方向均匀间隔设置，四个径向滑槽所限定的运动方向是沿刚性转子的径向方向的；每个径向滑槽内设置有一个调试组件，每个调试组件包括微调试丝杆、平衡质量块和微调件，微调试丝杆穿过平衡质量块且与平衡质量块螺纹连接，微调试丝杆转动设置于径向滑槽的内部，平衡质量块滑动嵌设于径向滑槽，微调试丝杆的远离刚性转子的中心的一端设置有微调件，微调件用于驱动微调试丝杆转动。本技术方案通过调节平衡质量块的径向位置实现平衡，能够快速调节平衡质量块，实现快速动平衡。

Description

一种刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构

技术领域

本发明涉及实验器材领域，具体而言，涉及一种刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构。

背景技术

动平衡实验台是一种用来测试刚性转子(旋转类零件)不平衡量的大小和相位，然后进行平衡调节的机器。纵观旋转机构中，不产生振动是绝无仅有的，而根据生产经验，大多数不平衡是由于不平衡质量导致惯性力，引起振动导致了不平衡，在一定条件下正确安装的高精度转子系统也会因长时间回转过程中的磨损及负载的冲击而产生振动，尤其是高速回转的机器，在初期的磨合期和长期工作中出现较大的振动，导致机器不能正常工作，造成巨大的经济损失和安全隐患。因此，必须对刚性转子等旋转类零件进行动平衡测试并动平衡处理。

动平衡实验台调试原理是通过电机驱动刚性转子转动，利用弹性元件的弹性把转子不平衡振动传递到支撑框架上，通过无级调速调节被驱动刚性转子转动速度，当支撑框架振动所产生的振动的固有频率与被驱动刚性转子的转速接近时，就进入的共振区，振幅就会加大，即，此时的振幅达到最大，即共振。系统会测量出支撑框架处的振动的强度和振幅，从而确定刚性转子上所有不平衡量的质径积，给出刚性转子不平衡量的位置及角度方向，然后人为添加或去除不平衡量，进行平衡处理。上述对不平衡量的平衡调试过程中，关键在于对刚性转子上不平衡量的快速调节，然而，现有动平衡实验台调试过程中，首先开机运转，找出不平衡质量的位置及角度方向，然后在刚性转子端面上添加不同规格的质量块，再次开机运转，在新的不平衡位置添加不同规格的质量块，如此反复需要多次调试，才能实现动平衡。因此，上述调试方法具有反复调试耗时长，调试精确度不高的缺点。普通高校中动平衡实验项目为2学时，除去老师讲解实验的时间等，学生真正能动手实践操作调试的时间十分有限，如果动平衡实验台调试时缺乏精确、快速的平衡调节方式，需要反复调试，会导致很多同学在有限的时间内不能完成实验项目。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，以改善上述的问题。

本发明是这样实现的：

本发明提供的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，包括刚性转子和调试组件，刚性转子的端面设置有四个径向滑槽，四个径向滑槽沿刚性转子的周向方向均匀间隔设置，四个径向滑槽所限定的运动方向是沿刚性转子的径向方向的；每个径向滑槽内设置有一个调试组件，每个调试组件包括微调试丝杆、平衡质量块和微调件，微调试丝杆穿过平衡质量块且与平衡质量块螺纹连接，微调试丝杆转动设置于径向滑槽的内部，平衡质量块滑动嵌设于径向滑槽，微调试丝杆的远离刚性转子的中心的一端设置有微调件，微调件用于驱动微调试丝杆转动。

本发明提供的螺旋微调试机构，安装于动平衡实验台上，用于刚性转子动平衡实验台快速调节平衡质量块，实现快速动平衡。微调件与微调试丝杆联接可实现对微调试丝杆的微调节，手动转动微调件，微调件带动微调试丝杆转动，微调试丝杆转动进而驱动平衡质量块在径向滑槽内沿着刚性转子的径向方向来回往复移动，微调试丝杆与平衡质量块配合形成调试组件，实现平衡质量块的微调试。需要说明的是：“四个径向滑槽所限定的运动方向”是指平衡质量块在径向滑槽内的移动方向。

四个径向滑槽所限定的运动方向分别为刚性转子的端面的+X轴方向，-X轴方向、+Y轴方向和-Y轴方向。首先，将本发明螺旋微调试机构直接套在动平衡实验台的钢管上，通过刚性转子固定螺钉固定。运转动平衡实验台，通过计算把测试得到的不平衡量，根据其大小和方位进行不平衡量分解，改变了传统的求取不平衡量大小的方式，把测试得到的不平衡量转化为求取平衡质量块在刚性转子径向方向移动距离的大小，通过微调件的旋转，移动平衡质量块在径向方向移动相对应的距离，达到平衡的目的，此调节方式的改变，不改变质径积的大小。其中，上述旋转调节不平衡质量块，可以采用九种组合方式来实现，即：(1)+X+Y；(2)+X-Y；(3)-X+Y；(4)-X-Y；(5)+X-X+Y；(6)+X+-X-Y；(7)+X+Y-Y；(8)-X+Y-Y；(9)+X+Y-X-Y共九种组合移动方式。本发明采用了创新式思维设计改变动平衡调试方式为径向距离的调节，改变了传统的在平衡面上添加质量块的动平衡调试方式，通过螺旋微调试机构的四个平衡质量块的九种组合移动方式来实现，即：(1)+X+Y；(2)+X-Y；(3)-X+Y；(4)-X-Y；(5)+X-X+Y；(6)+X+-X-Y；(7)+X+Y-Y；(8)-X+Y-Y；(9)+X+Y-X-Y，因此，本发明的动平衡调节组合灵活方便，选择余地大。

综上所述，本技术方案设计的螺旋微调试机构可以保证平衡质量块能够快速地调节移动到相应的半径位置，实现动平衡，不仅结构简单，平衡调节迅速，而且易于操作和维护。能够满足动平衡调试过程的方便快捷。

进一步地，径向滑槽为燕尾槽。采用燕尾槽，不仅能观察到平衡质量块的移动距离，而且能够将调试组件限制于径向滑槽内不致掉出，方便实验观察和操作。

进一步地，每个径向滑槽的两侧设置有标尺刻度，标尺刻度设置于刚性转子的端面且沿刚性转子的径向方向设置。

设置标尺刻度，用于标识平衡质量块的径向移动距离，保证平衡质量块能够快速准确地调节移动到相应的半径位置，从而实现平衡质量块的精确定位和调节。因此，设置有标尺刻度的螺旋微调试机构能够快速准确地实现平衡调节，实现动平衡。更进一步满足了动平衡调试过程的方便快捷。

进一步地，刚性转子的设置有径向滑槽的端面沿周向方向设置有角度刻线。周向设置角度刻线，用于标识周向角度位置，实现平衡质量块的快速准确移动到相对应的位置。

进一步地，微调件采用微调旋钮，微调旋钮的端部周向设置有圆圈刻线，圆圈刻线均匀等分。微调旋钮与微调试丝杆联接实现对微调试丝杆的微调节回转。微调旋钮的端面设置均匀等分的圆圈刻线，用于旋转调节时候，计数周向转动量和平衡质量块的径向移动距离。实现平衡质量块的快速准确移动到相应的位置。因此，径向距离调节操作方便，准确可靠，定位准确，结构简单。

进一步地，每个调试组件还包括两个安装固定座，两个安装固定座均嵌设于径向滑槽，微调试丝杆的两端分别转动设置于安装固定座。安装固定座用于支撑微调试丝杆的转动，安装和拆卸方便。

进一步地，每个安装固定座包括支撑轴承和轴承镶块，轴承镶块设置有安装孔且嵌设于径向滑槽，支撑轴承设置于安装孔，微调试丝杆的两端分别与支撑轴承连接。

支撑轴承用于支撑微调试丝杆。支撑轴承通过轴承镶块设置于径向滑槽，便于拆卸和组装，检修和调试更加方便。

进一步地，每个径向滑槽内设置有两个定位槽，每个轴承镶块嵌设于一个定位槽。轴承镶块卡接于定位槽内，便于拆卸和组装调试组件，同时便于安装和固定轴承，不致影响平衡质量块在径向滑槽内的正常移动。

进一步地，轴承镶块包括一体成型的安装部和连接部，安装孔设置于安装部，连接部位于径向滑槽的开口处，连接部通过螺钉与刚性转子固定连接。

安装部和连接部嵌设于定位槽，连接部位于径向滑槽的开口处，便于从外侧进行拆卸和组装。采用螺钉连接，紧固可靠，拆卸和安装方便。

进一步地，每个径向滑槽的远离刚性转子的中心的一端设置有一个堵头，微调试丝杆的一端穿过堵头且与微调件连接。不仅用于防止调试组件滑出径向滑槽，而且用于防止平衡质量块在微调试丝杆的作用下移出径向滑槽，影响正常的平衡调试速度。

本发明的有益效果：本发明的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，无需额外配备不同规格的平衡质量块，直接采用刚性转子上的四个平衡质量块，由螺旋微调试机构来调节平衡质量块的径向位置实现平衡，由传统的去除或粘贴质量块到刚性转子平面上的调试方式，改变为调节质量块在径向位置的调试方式，因此，动平衡调节方便，制造成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构的使用场景示意图；

图2为本发明实施例提供的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构的整体结构示意图；

图3为图2所示的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构的主视图；

图4为图3的局部放大图；

图5为图2所示的本发明实施例提供的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构的俯视图；

图6本发明实施例提供的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构中的调试组件的爆炸图。

图中：

刚性转子101；调试组件102；径向滑槽103；微调试丝杆105；平衡质量块106；标尺刻度108；角度刻线109；微调旋钮200；支撑轴承201；轴承镶块202；安装孔203；定位槽204；安装部205；堵头206；动平衡实验台207；圆圈刻线208；连接部209。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

具体实施方式，参照图1至图6。

本实施例提供的刚性转子101动平衡实验台的螺旋微调试机构，如图2所示，包括刚性转子101和调试组件102，如图5所示，刚性转子101的端面设置有四个径向滑槽103，四个径向滑槽103沿刚性转子101的周向方向均匀间隔设置，四个径向滑槽103所限定的运动方向是沿刚性转子101的径向方向的；每个径向滑槽103内设置有一个调试组件102，每个调试组件102包括微调试丝杆105、平衡质量块106和微调件，微调试丝杆105穿过平衡质量块106且与平衡质量块106螺纹连接，微调试丝杆105转动设置于径向滑槽103的内部，平衡质量块106滑动嵌设于径向滑槽103，微调试丝杆105的远离刚性转子101的中心的一端设置有微调件，微调件用于驱动微调试丝杆105转动。四个径向滑槽103所限定的运动方向分别为刚性转子101的端面的+X轴方向，-X轴方向、+Y轴方向和-Y轴方向。

本发明提供的螺旋微调试机构，如图1所示，安装于动平衡实验台207上，用于刚性转子动平衡实验台快速调节平衡质量块106，实现快速动平衡。微调件与微调试丝杆联接可实现对微调试丝杆的微调节，从而转化为平衡质量块106在径向滑槽103内的径向移动。手动转动微调件，微调件带动微调试丝杆105转动，微调试丝杆105转动进而驱动平衡质量块106在径向滑槽103内沿着刚性转子101的径向方向来回往复移动，微调试丝杆与平衡质量块106配合形成调试组件102，实现平衡质量块106的微调试。需要说明的是：“四个径向滑槽103所限定的运动方向”是指平衡质量块106在径向滑槽103内的移动方向。

首先，如图1所示，将本发明螺旋微调试机构直接套在动平衡实验台207的钢管上，通过刚性转子101固定螺钉固定。打开动平衡实验台207，在开机运转工作过程中，调节刚性转子101的旋转速度，由于不平衡刚性转子101导致振动，当整个框架振动所产生振动的固有频率与被驱动刚性转子101的转速接近时，就进入共振区，振幅就会加大，即此时的振幅达到最大时，即共振，计算机显示出刚性转子101不平衡质量的大小及其方位，通过分析计算，把所测得到的不平衡量，根据其大小和方位，计算分解到所在坐标系的X轴和Y轴上，具体是+X轴方向，-X轴方向、+Y轴方向和-Y轴方向上，从而得到平衡质量块106的径向位移量，

然后通过本发明的调试组件102，旋转微调旋钮200移动平衡质量块106，移动上述计算所得不平衡量分解到X轴和Y轴的位移量大小，上述移动位移量的大小，既可以通过+X和+Y向的两个平衡质量块M1和M2的移动来实现平衡调节，也可以反方向移动-X和-Y方向的平衡质量块M3和M4来实现平衡调节，可以采用九种组合方式来实现，即：(1)+X+Y；(2)+X-Y；(3)-X+Y；(4)-X-Y；(5)+X-X+Y；(6)+X+-X-Y；(7)+X+Y-Y；(8)-X+Y-Y；(9)+X+Y-X-Y共九种组合移动方式。

把测试得到的不平衡量转化为求取平衡质量块106在刚性转子101径向方向移动距离的大小，改变了传统的求取不平衡量大小的方式，通过微调件的旋转，移动平衡质量块106在径向方向移动相对应的距离，达到平衡的目的，此调节方式的改变，不改变质径积的大小。

本技术方案采用了创新式思维设计改变动平衡调试方式为径向距离的调节，改变了传统的在平衡面上添加质量块的动平衡调试方式，通过螺旋微调试机构的四个平衡质量块106的九种组合移动方式来实现，因此，本发明的动平衡调节组合灵活方便，选择余地大。

综上所述，本实施例设计的螺旋微调试机构可以保证平衡质量块106能够快速地调节移动到相应的半径位置，实现动平衡，不仅结构简单，平衡调节迅速，而且易于操作和维护。能够满足动平衡调试过程的方便快捷。

如图3和图4所示，每个调试组件102还包括两个安装固定座，两个安装固定座均嵌设于径向滑槽103，微调试丝杆105的两端分别转动设置于安装固定座。安装固定座用于支撑微调试丝杆105的转动，安装和拆卸方便。

如图6所示，每个安装固定座包括支撑轴承201和轴承镶块202，轴承镶块202设置有安装孔203且嵌设于径向滑槽103，支撑轴承201设置于安装孔203，微调试丝杆105的两端分别与支撑轴承201连接。支撑轴承201用于支撑微调试丝杆。支撑轴承201通过轴承镶块202设置于径向滑槽103，便于拆卸和组装，检修和调试更加方便。

应当理解，在其他实施例中可以采用其他的方式安装固定微调试丝杆105。

如图2所示，每个径向滑槽103内设置有两个定位槽204，每个轴承镶块202嵌设于一个定位槽204。轴承镶块202卡接于定位槽204内，便于拆卸和组装调试组件102，同时便于安装和固定轴承，不致影响平衡质量块106在径向滑槽103内的正常移动。

如图6所示，轴承镶块202包括一体成型的安装部205和连接部209，安装孔203设置于安装部205，连接部209位于径向滑槽103的开口处，连接部209通过螺钉与刚性转子101固定连接。安装部205和连接部209嵌设于定位槽204，连接部209位于径向滑槽103的开口处，便于从外侧进行拆卸和组装。采用螺钉连接，紧固可靠，拆卸和安装方便。

如图4和图6所示，每个径向滑槽103的远离刚性转子101的中心的一端设置有一个堵头206，微调试丝杆105的一端穿过堵头206且与微调件连接。不仅用于防止调试组件102滑出径向滑槽103，而且用于防止平衡质量块106在微调试丝杆105的作用下移出径向滑槽103，影响正常的平衡调试速度。

如图5所示，径向滑槽103为燕尾槽。采用燕尾槽，不仅能观察到平衡质量块106的移动距离，而且能够将调试组件102限制于径向滑槽103内不致掉出，方便实验观察和操作。径向滑槽103也可以采用纵向截面为其他形状的滑槽，只要保证径向滑槽103的开口宽度小于径向滑槽103内部的宽度，能够防止调试组件102滑出即可。还可以在径向滑槽103内设置导向槽，在平衡质量块106的侧壁设置导向块，导向块滑动嵌设于导向槽内，从而使平衡质量块106能够在微调试丝杆105的作用下不会发生偏移。

如图4所示，每个径向滑槽103的两侧设置有标尺刻度108，标尺刻度108设置于刚性转子101的端面且沿刚性转子101的径向方向设置。设置标尺刻度108，用于标识平衡质量块106的径向移动距离，保证平衡质量块106能够快速准确地调节移动到相应的半径位置，从而实现平衡质量块106的精确定位和调节。因此，设置有标尺刻度108的螺旋微调试机构能够快速准确地实现平衡调节，实现动平衡。更进一步满足了动平衡调试过程的方便快捷。

平衡质量块106包括嵌设部和标识部，嵌设部滑动嵌设于径向滑槽103内，标识部的位于径向滑槽的外侧的一端设置有双向箭头标识，双向箭头标识用于指向标尺刻度108，以便读取平衡质量块106的径向移动距离。

如图3所示，刚性转子101的设置有径向滑槽103的端面沿周向方向设置有角度刻线109。周向设置角度刻线109，用于标识周向角度位置，实现平衡质量块106的快速准确移动到相对应的位置。

如图5和图6所示，微调件采用微调旋钮200，微调旋钮200的端部周向设置有圆圈刻线208，圆圈刻线208均匀等分。微调旋钮200与微调试丝杆联接实现对微调试丝杆的微调节回转。微调旋钮200的端面设置均匀等分的圆圈刻线208，用于旋转调节时候，计数周向转动量和平衡质量块106的径向移动距离。实现平衡质量块106的快速准确移动到相应的位置。因此，径向距离调节操作方便，准确可靠，定位准确，结构简单。

本发明的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，无需额外配备不同规格的平衡质量块106，直接采用刚性转子101上的四个平衡质量块106，由螺旋微调试机构来调节平衡质量块106的径向位置实现平衡，由传统的去除或粘贴质量块到刚性转子101平面上的调试方式，改变为调节质量块在径向位置的调试方式，因此，动平衡调节方便，制造成本低。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，其特征在于，包括刚性转子和调试组件，所述刚性转子的端面设置有四个径向滑槽，四个所述径向滑槽沿所述刚性转子的周向方向均匀间隔设置，四个所述径向滑槽所限定的运动方向是沿所述刚性转子的径向方向的；

每个所述径向滑槽内设置有一个所述调试组件，每个所述调试组件包括微调试丝杆、平衡质量块和微调件，所述微调试丝杆穿过所述平衡质量块且与所述平衡质量块螺纹连接，所述微调试丝杆转动设置于所述径向滑槽的内部，所述平衡质量块滑动嵌设于所述径向滑槽，所述微调试丝杆的远离所述刚性转子的中心的一端设置有微调件，所述微调件用于驱动所述微调试丝杆转动。

2.根据权利要求1所述的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，其特征在于，所述径向滑槽为燕尾槽。

3.根据权利要求1所述的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，其特征在于，每个所述径向滑槽的两侧设置有标尺刻度，所述标尺刻度设置于所述刚性转子的端面且沿所述刚性转子的径向方向设置。

4.根据权利要求1所述的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，其特征在于，所述刚性转子的设置有所述径向滑槽的端面沿周向方向设置有角度刻线。

5.根据权利要求1所述的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，其特征在于，所述微调件采用微调旋钮，所述微调旋钮的端部周向设置有圆圈刻线，所述圆圈刻线均匀等分。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，其特征在于，每个所述调试组件还包括两个安装固定座，两个所述安装固定座均嵌设于所述径向滑槽，所述微调试丝杆的两端分别转动设置于所述安装固定座。

7.根据权利要求6所述的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，其特征在于，每个所述安装固定座包括支撑轴承和轴承镶块，所述轴承镶块设置有安装孔且嵌设于所述径向滑槽，所述支撑轴承设置于所述安装孔，所述微调试丝杆的两端分别与所述支撑轴承连接。

8.根据权利要求7所述的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，其特征在于，每个所述径向滑槽内设置有两个定位槽，每个所述轴承镶块嵌设于一个所述定位槽。

9.根据权利要求8所述的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，其特征在于，所述轴承镶块包括一体成型的安装部和连接部，所述安装孔设置于所述安装部，所述连接部位于所述径向滑槽的开口处，所述连接部通过螺钉与所述刚性转子固定连接。

10.根据权利要求9所述的刚性转子动平衡实验台的螺旋微调试机构，其特征在于，每个所述径向滑槽的远离所述刚性转子的中心的一端设置有一个堵头，所述微调试丝杆的一端穿过所述堵头且与所述微调件连接。