CN106768642A - 一种实现旋转机械在线自动平衡的剖分式自动平衡装置 - Google Patents

Abstract

一种用于实现旋转机械在线自动平衡的机械装置，该装置为剖分式结构，包括剖分式动环和剖分式静环两部分；剖分式过渡套连接旋转主轴与动环，并起支撑动环的作用；静环各剖分组件在轴向通过静环紧定螺栓实现串联安装固定，静环采取剖分结构，周向包裹动环；动环各剖分组件剖分面分别采用螺栓、插接式、连接片等方式连接，轴向通过动环紧定螺栓串联安装固定本发明的剖分式结构，使得自动平衡平衡装置不但适用于新产品开发，也适用于在役的旋转设备，使得自动平衡头在安装和拆卸过程中的简易性与便捷性得到大大提升，无需拆卸原有装置就能完成自动平衡装置的装拆，有利于自动平衡装置的应用推广。

Description

一种实现旋转机械在线自动平衡的剖分式自动平衡装置

技术领域

本发明涉及一种实现旋转机械在线自动平衡的剖分式自动平衡装置，属于旋转机械自动平衡技术领域。

背景技术

旋转机械是工业生产中必不可少的重要组成部分，常见的旋转机械有汽轮机转子、离心式压缩机、工业燃气轮机、高速超精密磨床、大型风机，航空发动机等。伴随着旋转机械往高速、高精度、大型化方向发展，对控制旋转机械振动的要求也越来越高。

转子是各类旋转机械中最重要的部件，转子的振动过大将导致旋转机械动静部件碰摩、轴承磨损断裂、机组停车检修等不良后果，造成巨大的经济损失以及给操作人员带来安全隐患。因此，需要定期对旋转机械转子进行动平衡试验。L.J.Everett的调查统计，旋转机械振动过大有80％来源于转子的不平衡量过大。转子动平衡就是在两个矫正面上重新调整转子系统的质量分布，使转子由不平衡量引起的振动控制在允许范围内。而传统的离线动平衡方法具有一定的局限性，往往需要将转子从机器上拆下来进行现场动平衡。现场动平衡往往需要经历在平衡架上反复加“试重”的过程，平衡难度大、平衡时间长、费时费力。之后出现的无试重现场动平衡技术虽然缩短了平衡时间，但也避免不了停机的问题。自动平衡技术便是在这样的背景下迅速发展起来的新兴学科。在线自动平衡技术能够在旋转机械不停机的状态下实时调整转子不平衡状态，自美国1877年第一台自动平衡装置面世以来，越来越多的专家学者开始研究自动平衡装置，取得了一定的成果，并被成功的应用于一些工业实践中。

电磁平衡头具有精度高、结构紧凑、响应时间短以及稳定性好等优点，已经成为自动平衡装置领域中研究的热点。美国密西根大学、韩国亚洲大学等高校对电磁平衡头的设计及控制方法作了大量的研究，目前，欧美等发达国家对电磁式平衡头系统的研究已经处于比较成熟的阶段，并在工业领域中得到了推广应用。德国霍尔曼公司已经用于自主设计的电磁平衡头，并成功应用于高档数控机床。韩国亚洲大学的Moon等人在自动平衡装置的发展概述中提到，美国LORD公司生产的电磁驱动实时平衡系统已成功应用于超精密加工领域中的高速机床主轴上，有效的降低了主轴振动，提高了加工精度，给欧美国家带来了巨大的经济效益。此外，LORD公司产品在大型风机[9]以及离心压缩机中也有成功的应用案例。2014年，资料显示电磁平衡头已经成功应用于C-130涡桨型航空发动机上。

目前，自动平衡技术在民用领域，尤其是在高端的机床行业，已经推出了商业化的产品，并取得了很多成功的应用，以德国Hofmann、德国Dittel、美国许密特(Schmitt)、美国Lord、意大利Marposs为代表的液体式、机电式、电磁驱动式自动平衡技术的应用最为广泛。然而，以上的自动平衡装置皆为整环式结构，安装和调整都较为繁琐，要在涡桨发动机上运用自动平衡技术来抑制发动机的同频振动故障还有很多问题需要解决。由于航空发动机尤其是军用发动机，其运行工况复杂，例如巡航和俯冲，为适应这种快速的工况变化，必须使得自动平衡系统具备轻便的结构、稳定的驱动能力、快速的反应能力、并且具备便携的安装性能。

1993年美国波音公司为了抑制不平衡转子的振动，发明了一种可在线提供持续主动平衡的平衡装置，适用于转子等旋转部件(发明号：US005197010A)。该装置采用液压系统驱动储液用弹性囊来实现主动平衡，有两种结构：一种是弹性囊环绕安装在转子和支撑轴承之间，通过液压实时调整转轴中心位置达到平衡状态；另外一种是把储液的弹性囊作为可变质量，直接安装在转轴上。通过泵压改变弹性囊储液量大小来实现转子质量的再分配，达到平衡状态。

2012年德国Hofmann公司发明了一种针对飞机旋转主轴的自动平衡装置(发明号：EP2474469A1)。采用具有触变性质的固体或者液体材料，利用离心力自动调整位置，填充在一个环绕旋转主轴的空腔内。通过改变具有一定质量的材料的位置来达到重新分布质量的自动平衡。该平衡方式是一种被动式自动平衡，在实施平衡的过程中对触变材料、对飞机旋转主轴的旋转速度都有严格的要求。

2012年，美国LORD公司设计了一种改进安装的电磁驱动式自动平衡装置，用于螺旋桨飞机的自动平衡(发明号：WO2012/051475A1)。利用可控的两个配重块，实现一定范围内的平衡质量再分布。该平衡装置利用滑环结构实现驱动线圈的内励磁驱动，从而可以将整个平衡装置内置于飞机螺旋桨的根部。然而，由于滑环结构的引入，造成平衡装置的结构复杂，对整机的寿命产生一定影响。2013年，美国LORD公司(专利号:US8360728)设计了包含该滑环结构自动平衡装置的针对瞬态振动的自动平衡系统，其执行机构依然存在滑环寿命问题。

2016年，意大利Marposs公司发明了一款适用于磨床的机电砂轮平衡系统。该系列平衡头主要应用于检测并校正砂轮不平衡引起的振动。

目前，国内学者在自动平衡技术及自动平衡装置等方面也开展了相关研究，取得了一些成果。1993年，浙江大学提出了电磁式自平衡头(专利CN93102971及专利CN93206281)，利用电磁力驱动弹簧定位的钢球，使得配重质量发生移动，从而实现质量再分布的平衡目的。但该结构中的弹簧定位不宜控制，且长期使用中当弹簧出现变形时，容易造成磁力驱动失误的问题；哈工大研发了采用永磁差频电动机作为驱动电机的磁力平衡执行器；西安交通大学设计了依靠电磁感应实现静、动盘间能量传递，驱动动盘内配重质量移动的平衡执行器，以及磁力配重型等多种类型平衡执行器(专利号：CN101587004B)，在2015年提出一种电磁控制磁流变液动平衡方法，通过对电流的调节，改变电磁铁产生的磁感应强度。产生可控磁场后，磁流变液发生形变及位移，以磁流变液质量分布的变化作为补偿质量，实现对旋转机械的在线动平衡(专利号：CN105004482A)。北京化工大学从2002年开始研究透平机械的自动平衡技术，取得了多项研究成果，开发了连续注排液式(专利号:CN100346089C)及气动压液式(专利号:CN102840949A)在线平衡装置。然而，以上的研究对象多针对高速旋转的加工机械，如磨床、车床等，尚未有关于剖分式结构的自动平衡装置研究报道，更未有剖分式平衡机构的相关专利，且上述几种平衡策略在安装拆卸过程中都容易产生一定的工作量及安装误差。旋转机械的高速化发展要求安装在其转子系统的平衡装置要重量轻、体积小且便于在不影响整体结构的条件下便于安装拆卸。

随着我国工业快速发展需求，研究稳定性高、质量轻、平衡能力大且易安装拆卸的轻量型自动平衡装置，是一个重要研究课题。通过设计适当的结构，对传统的整环式自动平衡头进行剖分式机械结构设计，使得旋转主轴在不被拆卸的情况下安装上电磁式自动平衡装置，从而实现振动的在线自动平衡，进而提高装置可靠性及质量稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的旋转机械自动平衡装置中环状结构不易安装和拆卸的问题，通过在转子上安装一种轻量化剖分式结构的自动平衡装置，来实现不平衡振动的实时抑制，大大缩短了停机时间和繁琐的拆除、安装工序。本发明的剖分式结构，使得自动平衡平衡装置不但适用于新产品开发，也适用于在役的旋转设备，使得自动平衡头在安装和拆卸过程中的简易性与便捷性得到大大提升，无需拆卸原有装置就能完成自动平衡装置的装拆，有利于自动平衡装置的应用推广。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是在旋转机械旋转主轴上安装剖分式电磁驱动平衡装置，该装置的剖分式机械结构包括剖分式动环和剖分式静环两部分；剖分式动环包括环内轴承12、过渡套11、配重盘16、永久磁铁18、定位磁铁21、铁磁板a13、铁磁板b14、铁磁板c15、动环定位端盖30、动环锁紧螺栓19，各结构部件均采用剖分式机械结构，通过锁紧螺栓成为一个整体，配重盘可以相对主轴旋转，其它部件与主轴同步旋转；剖分式静环包括：剖分式支架25、U型线圈22、位置传感器26、静环锁紧螺栓23，通过锁紧螺栓成为一个整体，用于产生驱动配重盘转动的电磁场并实时测量配重盘16的位置；

环内轴承12分为内圈、外圈以及保持架，采用剖分式结构，其中内径与外径的剖分面之间用带有定位面的销式螺栓连接成整体，定位面为圆柱面或者圆锥面。对半分开的保持架通过螺钉紧固连接片来实现连接。

过渡套11连接旋转主轴10与动环，并起支撑动环的作用，过渡套11的剖分面连接方式为插接式，保证过渡套11轴向固定。在过渡套11上开四个沉头孔，用内六角螺钉紧固以保证径向定位。具体结构见附图。

配重盘16为动环部分组件，其基体由不锈钢、铝或者其他非磁性材料制成，安装在两个动环环内轴承12的外圆周上。配重盘16剖分为半圆环形结构，其剖分面连接方式采用连接片连接，连接片由四个圆头螺栓进行固定。外圈边缘镶嵌有步进磁铁18，放置永久磁铁的目的是使配重盘16产生步进动作，其中配重盘16的半圆侧安装有配重块17，另一侧设若干开孔，使得当两剖分式配重盘16组合安装后形成对于它们的中心的一个不平衡量。即在轴向共安装两个剖分式平衡盘，每个平衡盘配有配重块17和相对位置开孔，形成质量偏心，其功能是产生抑制振动的平衡合力。

铁磁板a13、铁磁板b14、铁磁板c15由磁导性材料制成，是磁的良好导体。剖分式铁磁板安装于配重盘16的轴向两侧，用于降低磁阻，增强磁场强度。安装后的剖分式铁磁板每个剖分面用两个螺栓进行连接。在轴向依次安装带有均布通孔的铁磁板a13，铁磁板b14，铁磁板c15。铁磁板和配重盘之间无摩擦，设定其空气间隙δ₁，δ₂，其值根据情况不同选范围为0.1mm-0.5mm。铁磁板b14、铁磁板a13、铁磁板c15上均设有通孔，步进磁铁18的数量为铁磁板组通孔数量的两倍；通孔的作用是利用磁力作用阻止配重盘16转动，从而使动环中的配重盘16及时在外界无能量的条件下也不会“转动”，使得配重盘16在较大的旋转加速度时也能保持静止平稳状态，从而具有“自锁”功能。

动环定位端盖30固定在转轴10上，随转子同速转动。定位端盖30在平衡头中的作用有两方面：一是把平衡头所有零件轴向固定，锁紧两侧定位端盖30后，可以保证其内部的配重盘16和铁磁板b14、铁磁板a13、铁磁板c15的侧隙δ固定不变。二是作为配重块17定位的基准。其剖分面连接方式和螺栓选择与剖分式配重盘16的原理相同。通过在一个支撑架25的外圈镶嵌定位磁铁21来提供定位基准信号。每个配重盘16上定位磁铁21相对于该支撑架25定位基准磁铁的角度实时反映了配重块17的位置信息，是驱动配重盘16到下一个目标位置的起始位置。通过两个配重盘16定位信号和一个定位端盖30定位基准信号，就可以对配重块17精确定位，进而实现不平衡量的精确调整。

剖分式静环包括静环支架a24、静环支架b27、左右励磁支架29、左右励磁线圈22、霍尔传感器26；静环支架a24、静环支架b27位于主轴外侧；励磁支架29安装于静环支架a24、静环支架b27中间；两组U型励磁线圈22位于励磁支架内，其功能用于产生磁力，磁力可通过所述磁路驱动动环中的配重盘16；所述的霍尔传感器26数量为三个，其中两个霍尔传感器安装在静环励磁线圈22的内壁，其轴向分别与动环中的两个配重盘16位置对应，另一个霍尔传感器26安装在励磁支架的内壁，轴向位置与动环中的任意铁磁板位置对应，其中，优选的铁磁板是铁磁板a13、铁磁板c15，三个霍尔传感器26的功能是测量并获取出两个配重块17相对于旋转主轴10键相信号的位置信息；

所述铁磁板组一方面用于传递励磁线圈22产生的驱动磁力，并且形成两个磁路，另一方面确保配重盘16在驱动控制模块没有脉冲信息输出时产生磁力而自锁。

动环两侧剖分部分各组件通过动环紧定螺栓31串联安装固定；静环由支撑架25固定，相对旋转主轴10随动，并固定在发动机机架上，其功能是保持动环与静环保持驱动磁力间隙δ₀；动环固定安装在旋转机械的旋转主轴10上，并与旋转主轴10同步旋转，其功能是提供抑制主轴振动的平衡合力。

所述剖分式电磁驱动式自动平衡执行器的安装方式可选择端面安装方式或穿轴安装方式。

本系统的安装顺序如下，

(1)动环的安装动作过程包括：首先组装两个剖分式过渡套11，再安装环内轴承12，在环内轴承12上安装配重盘16，再依次安装铁磁板b、铁磁板a和铁磁板c；动环中的以上部件最后通过动环紧定螺栓31轴向串行连接；

(2)静环的安装动作过程包括：首先安装霍尔传感器26，再依次按照励磁支架29、静环支架25、励磁线圈22、另一静环支架25及另一励磁支架29；静环中的以上各部件最后通过静环紧定螺栓23轴向串行连接；

安装过程中：霍尔传感器26安装在励磁支架29同一个圆周上，且与定位磁铁21的轴向位置一一对应；静环内的励磁支架29内侧与动环铁磁环外侧之间的间隙为δ₀；

(3)自动平衡执行器的剖分式过渡套11将动环安装到旋转主轴接近主轴轴心的位置，如图1所示；

(4)静环通过支撑架25安装在旋转机械的旋转主轴10机架上,通过支撑架25固定在机架上。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

1.相比整环式平衡执行器，本申请的剖分式平衡执行器具备更良好的安装性能和更换维修性能，保证在实施安装平衡机构前后为机组节约大量的装配时间和资源，避免不必要的附加费用和停产损失。

2.相比静环外置式平衡执行器，本申请的静环随动结构能保证剖分式静环和剖分式动环之间具有径向可调的稳定的驱动磁隙，防止涡轮风扇上的随机振动造成的驱动磁隙波动问题，根据实际情况适宜调整静环和动环间隙δ₀，避免振动过大可能造成的平衡执行器动、静环撞击事故。

3.基于该机构为剖分式，内部结构在拆装过程中一目了然，在不影响旋转机械结构的情况下易于平衡头自身故障的检测与检修及更换。

4.相比静环外置式平衡执行器，该静环随动设计可以选择更小的驱动磁隙，从而可以减小励磁线圈的安匝数，缩小线圈尺寸，使得整个自动平衡执行器的整体结构更加紧凑。

5.本发明采用易拆卸剖分式轴承支承的方式可以很好地解决传统整体式轴承频繁拆卸对转子动平衡产生的影响，本发明能够缩短维修周期，降低维修成本。

6.本发明可以根据平衡能力的要求、主轴系统的旋转速度要求进行参数设计，因而具有很高的设计和应用的灵活性。

7.本发明既适用于高精度、高速旋转的各种加工机械的自动平衡，以及其它动力设备、流体输送设备、离心机等大型转机的自动平衡，且本申请可以得到极高的平衡精度。

8.本发明具有自锁功能、能耗小、对环境无污染，且无噪声污染、安全性高、占用空间小，制造、使用以及维护费用低，内部组件可根据尺寸大小规范化生产，易于实现产品化。

附图说明

图1电磁驱动式自动平衡系统在旋转机械上应用示意图；

图2端面或穿轴安装型电磁驱动式自动平衡执行器示意图；

图3为剖分式自动平衡执行器中剖分式配重盘16示意图；

图中：10、旋转主轴，11、过渡套，12、剖分式轴承，13、铁磁板a，14、铁磁板b，15、铁磁板c，16、平衡盘，17、配重块，18、步进磁铁，19、过渡套周向固紧螺栓，20、动环轴向固紧螺栓21、定位磁铁，22、励磁线圈，23、静环轴向固紧螺栓，24、静环支架，25、支撑架，26、霍尔传感器，27、静环支架，28、铁磁盘，29、励磁支架，30、动环定位端盖，31、动环轴向固紧螺栓。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。本发明的一种实现旋转机械在线自动平衡的系统，针对旋转机械的实际使用情况，本申请的剖分式电磁驱动式自动平衡执行系统的剖分式安装过程如下：

实施例

如附图2所示。本申请的在线自动平衡系统的自动平衡执行器可以安装在旋转主轴10的任意位置，有利于实现轴向位置上的最佳振动抑制。穿轴安装方式的自动平衡执行器安装过程包括剖分式动环安装和剖分式静环安装两部分。

其中，动环的安装过程如下：

首先，组装配重盘16包含如下三步骤：

(1)配重质量17分别安装在两个配重盘16的1/2圆周上；其中，所述的配重质量大小取决于具体设计；

(2)把2K个步进磁铁18按照N、S极交叉安装在配重盘16上，所述的2K步进磁铁数量，根据配重盘16大小确定，优选的尺寸为直径110mm，其上建议步进磁铁18数量为100个，即每半圆步进磁铁数量为50个；

(3)分别在每个配重盘16的其中一个半圆外圆周上安装一个定位磁铁21，并将第三个定位磁铁21安装在右铁磁板15的外圆周上。

其中，所述的三个定位磁铁21安装在同一圆周上。

其次，将两个配重盘16的剖分结构通过连接片连接成整体，分别安装在两个环内轴承12上；

第三，把中铁磁板14剖分安装在过渡套11的中间位置；

第四，带有配重盘(16)的两个环内轴承12安装在过渡套11的轴向两边位置；其中，配重盘16与中铁磁板的间隙为δ₁；

第五，把剖分式铁磁板a13和铁磁板c15通过螺栓连接安装在环内轴承12的外侧；铁磁板a13和铁磁板c15与配重盘16的间隙是δ₂，且δ₂>δ₁；

第六；将铁磁板a13和铁磁板c15通过动环紧定螺栓31安装在过渡套11上。

至此，经过上述六个步骤完成了自动平衡执行器中动环的安装。

其中，静环的安装过程如下：

第一、将两个霍尔传感器26安装在U型励磁线圈22的内侧，将第三个霍尔传感器26安装在励磁支架29的内圆周，将U型线圈通过半圆励磁支架螺栓安装；

其中，所述的三个霍尔传感器26安装在同一个圆周上，且与三个定位磁铁21的轴向位置一一对应。

第二、将上述安装好的励磁线圈22安装进励磁支架29中；

第三、把一个静环支架25安装在励磁支架29的一侧；

第四、用静环紧定螺栓23连接上述静环支架25以及励磁线圈(22)；

第五、再把另一个静环支架安装在另一个支撑架上；

第八、安装另一个励磁支架29；

第九、用静环紧定螺栓23连接两个静环支架25及励磁支架29。

至此，经过上述九个步骤完成了自动平衡执行器中静环的安装。

静环内的励磁支架29内侧与动环铁磁环外侧之间的间隙为δ₀；此处δ₀的大小直接影响了励磁线圈22驱动配重盘16移动的能力，此处优选的间隙δ₀为0.5mm。

Claims (2)

1.一种实现旋转机械在线自动平衡的剖分式自动平衡装置，其特征在于：该装置为剖分式结构，包括剖分式自动平衡执行器、电磁驱动模块、PLC总控制器、位置检测模块、振动监测模块；PLC总控制器接收位置监测模块输出的配重块位置信号、振动监测模块输出的振动监测信号，并经计算输出驱动控制信息给电磁驱动模块，驱动自动平衡执行器内的配重块依照总控制器计算出的大小和方向进行移动，进行质量再分配，从而实现振动抑制；

剖分式自动平衡执行器包括剖分式动环和剖分式静环两部分；剖分式动环包括环内轴承(12)、过渡套(11)、配重盘(16)、铁磁板a(13)、铁磁板b(14)、铁磁板c(15)、动环定位端盖(30)，各结构部件均采用剖分式机械结构，通过锁紧螺栓成为一个整体，配重盘可以相对主轴旋转，其它部件与主轴同步旋转，剖分式动环内还包括永久磁铁(18)、定位磁铁(21)、动环锁紧螺栓(19)；剖分式静环包括：剖分式支架(25)、U型线圈(22)、位置传感器(26)、静环锁紧螺栓(23)，通过锁紧螺栓成为一个整体，用于产生驱动配重盘转动的电磁场并实时测量配重盘(16)的位置；

电磁驱动模块内含直流电源及产生驱动脉冲的电磁驱动控制电路；

PLC总控制器为可编程控制器，根据位置检测模块和振动检测模块提供的信号，通过算法计算并输出控制信号给电磁驱动模块，用于控制自动平衡执行器内配重盘的动作；

位置检测模块通过剖分式静环内的位置传感器(26)检测配重环上的定位磁铁(21)信号，获得配重盘(16)上配重质量的位置，并对信号进行处理后输入总控制器；

振动监测模块内的振动传感器用于实时监测旋转主轴的振动状态，安装在旋转主轴的周向位置，并输出振动监测信息给总控制器；

所述的自动平衡执行器的动环与静环之间存在0.5mm～1mm的径向间隙δ₀；动环通过过渡套(11)和轴承(12)固定在旋转主轴(10)上，与之同步旋转；静环通过支撑架(25)固定在外机架上；

所述剖分式轴承(12)为薄型轴承，结构包含剖分式内圈，滚珠，剖分式保持架及剖分式外圈，其中内圈与外圈的剖分面之间用带有定位面的销式螺栓(19)连接成一体，通过圆柱或者圆锥定位面来保证径向定位，通过螺钉及紧固连接片连接剖分式保持架；

所述剖分式过渡套(11)用于连接剖分式轴承(12)和旋转主轴，其剖分面采用插接式连接，并通过螺钉对其进行固定；

所述剖分式配重盘(16)为动环组件，安装在两个动环环内轴承(12)外圆周上；配重盘(16)剖分为半圆环形结构，其剖分面连接方式选择连接片连接，通过螺栓进行固定；外圈边缘镶嵌有正负极间隔反向的步进磁铁(18)，用于产生步进动作，配重盘(16)一侧安装配重块(17)，另一侧开孔，形成一个配重质量；在轴向共安装两个剖分式平衡盘(16)，组成可变的配重合力；

所述剖分式铁磁板a(13)、铁磁板b(14)、铁磁板c(15)由磁导性材料制成，是磁的良好导体；剖分式铁磁板(28)通常安装于配重盘(16)的两侧，起到降低磁阻，增强磁场强度的作用；安装后的剖分式铁磁板a(13)、铁磁板b(14)、铁磁板c(15)其剖分面连接方式皆选择螺栓连接；每个剖分面用两个螺栓进行连接；在轴向分布上分别为铁磁板a(28)，铁磁板b(28)，铁磁板c(28)，其直径一般都要比剖分式配重盘(16)的直径稍大，并且会有矩形凸缘或者凹槽；铁磁板组和配重盘(16)之间无摩擦；铁磁板a(13)、铁磁板b(14)、铁磁板c(15)上均设有通孔，步进磁铁(18)的数量为铁磁板组通孔数量的两倍；通孔的作用是利用磁力作用阻止配重盘(16)转动，从而使动环中的配重盘(16)即使在外界无能量的条件下也不会“转动”，使得配重盘(16)在较大的旋转加速度时也能保持静止平稳状态，从而具有“自锁”功能；

所述剖分式定位端盖(13)固定在转轴上，随转子同速转动；定位端盖在平衡头中的作用有两方面：一是把平衡头所有零件轴向固定，锁紧两侧定位端盖后，可以保证其内部的配重盘(16)和铁磁板(28)的侧隙固定不变；二是作为配重块(17)定位的基准；其剖分面连接方式和螺栓选择与剖分式配重盘(16)的原理相同；通过在一个支撑架(25)的外圈镶嵌定位磁铁(21)来提供定位基准信号；每个配重盘(16)上定位磁铁(21)相对于该支撑架(25)定位基准磁铁的角度实时反映了配重块(17)的位置信息，是驱动配重盘(16)到下一个目标位置的起始位置；通过两个配重盘定位信号和一个定位端盖定位基准信号，就可以对配重块(17)精确定位，进而实现不平衡量的精确调整；

所述静环包括静环支架a(24)、静环支架b(27)、左右励磁支架(29)、左右励磁线圈(22)、霍尔传感器(26)；静环支架a(24)、静环支架b(27)位于主轴外侧；励磁支架(29)安装于静环支架a(24)、静环支架b(27)中间；两组U型励磁线圈(22)位于励磁支架内，其功能用于产生磁力，磁力可通过所述磁路驱动动环中的配重盘(16)；所述的霍尔传感器(26)数量为三个，其中两个霍尔传感器安装在静环励磁线圈(22)的内壁，其轴向分别与动环中的两个配重盘(16)位置对应，另一个霍尔传感器(26)安装在励磁支架的内壁，轴向位置与动环中的任意铁磁板位置对应，其中，优选的铁磁板是铁磁板a(13)、铁磁板c(15)，三个霍尔传感器(26)的功能是测量并获取出两个配重块(17)相对于旋转主轴(10)键相信号的位置信息；

所述环内轴承(12)数量为两个，且为薄型轴承，励磁线圈(22)数量为两个；

电磁驱动式自动平衡执行系统的安装方式选择端面安装方式或穿轴安装方式。

2.根据权利要求1所述的一种实现旋转机械在线自动平衡的剖分式自动平衡装置，其特征在于：本系统的安装顺序如下，

1)动环的安装动作过程包括：首先组装剖分式过渡套(11)，再安装两个环内轴承(12)，再依次安装配重盘(16)、铁磁板b(14)、铁磁板a(13)和铁磁板c(15)；动环中的以上部件均为剖分式连接，最后通过动环紧定螺栓(20)串行连接；

2)静环的安装动作过程包括：首先安装霍尔传感器(26)，再依次按照励磁支架(29)、静环支架a(24)、静环支架b(27)、励磁线圈(22)、另一静环支架及另一励磁支架；静环中的以上各部件最后通过静环紧定螺栓(23)串行连接；

安装过程中：霍尔传感器(26)安装在励磁支架同一个圆周上，且与定位磁铁(21)的轴向位置一一对应；静环内的励磁支架内侧与动环铁磁环外侧之间的间隙为δ₀；

3)自动平衡执行器的过渡套(11)将动环安装到旋转主轴(10)的任意位置；

4)静环通过支撑架(25)安装在旋转机械的旋转主轴(10)机架上。