CN108489669B - 一种径向不对称转子动平衡补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种径向结构不对称的转子的动平衡补偿方法，通过将左平衡工装与左平衡摆架做为一个整体来消除系统的附加不平衡量；将“右平衡工装、右平衡摆架做为一个整体组件，通过两个整体组件的翻转补偿操作及静平衡操作来消除右平衡工装与右平衡摆架系统的附加不平衡量，从而克服针对两端径向结构不对称的转子，无法将转子各角向位置的不平衡量校正至规定值的问题。本发明了通过分步操作消除整个平衡系统的附加不平衡量的方法，可以有效的克服转子翻转角度进行动平衡测量时，不平衡量波动大的问题，从而高质量的完成该类转子的动平衡工作。

Description

一种径向不对称转子动平衡补偿方法

技术领域

本发明涉及一种动平衡补偿方法，尤其是一种径向不对称转子动平衡补偿方法。

背景技术

现有动平衡时需翻转补偿操作的转子，通常与平衡机连接的转子的两端的结构是径向对称的，即转子两端径向结构或者是180°对称，或者是120°对称，或者是90°对称等，这种结构的转子动平衡进行翻转补偿操作时，可以选择进行180°翻转补偿、120°翻转补偿、90°翻转补偿均可以满足要求，其补偿方法一般为：转子、工装及设备的准备→工装与设备的安装→工装与转子的安装→第一次动平衡测量→工装相对于转子旋转一个角度(180°、120°、90°)→第二次测量→接受翻转补偿值→翻转补偿验证，直至验证值与测量值达到规定值。这种工艺方法是一种成熟稳定的工艺方法，现场操作也比较规范，但对于与平衡机连接的两端的结构是径向不对称的转子，比如是直升机传动系统中的传动轴类转子，其一端为三角法兰盘，另一端为偶数齿轮花键，当在补偿过程中，转子一端相对于该侧转接工装翻转角度时，另一端不可能同时相对于另一个转接工装旋转相同的角度，导致平衡机测量存在误差，无法实现正确的补偿，最终使转子的动平衡失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种径向结构不对称的转子的动平衡补偿方法，使此类转子动平衡翻转补偿的误差在合格范围内，即不平衡量相差和角相相差在规定的范围内，满足两端径向结构不对称的转子的动平衡试验要求。

本发明的具体技术方案是，所述一种径向不对称转子动平衡补偿方法包括以下步骤：

(1)准备待平衡的转子，所述的转子的两端与平衡机转接部位径向结构不对称，并且其外观完整性保持完好；

(2)设计并制造左右平衡工装，所述的工装可以将待平衡的转子的左右两端安装在平衡机的左右驱动摆架上；

(3)左平衡工装的静平衡操作：

a)将左平衡工装安装到平衡机的左驱动摆架上；

b)在平衡机的测量系统中选择静平衡程序并设置左平衡工装的静平衡参数；

c)启动平衡机，缓慢升速至规定的平衡转速，旋转均匀、示值稳定后，测量平衡机上安装在左驱动摆架上的左平衡工装的不平衡量，通过在左平衡工装上去材料，将其不平衡量校正至规定值以内。

(4)右平衡工装的联合翻转补偿、静平衡操作：

a)将右平衡工装安装到平衡机的右摆架上；

b)将转子通过平衡机的左、右摆架上的平衡工装安装到平衡机上，并固定牢固；

c)在平衡机的测量系统中设置右平衡工装的静平衡参数及翻转角度；

d)将右平衡工装与右摆架进行联合翻转补偿操作：将左驱动摆架、左平衡工装、转子做为一个整体组合件，保持装配位置不变，将右平衡工装相对于整体组合件旋转进行角度θ的翻转补偿操作；

e)启动平衡机，缓慢升速至规定的平衡转速ω，旋转均匀示值稳定后，测量并通过去材料校正右平衡工装的剩余不平衡量至规定值以内；

(5)转子的角度α翻转补偿操作：

a)将转子从两侧工装中拆下，将转子相对于某一侧平衡工装进行角度α的旋转后重新连接，由于径向不对称结构，转子旋转角度α后，另一侧的平衡工装旋转一定的角度，再进行重新连接，所述的另一侧工装旋转角度为实现转子安装的最小角度；

b)记录翻转补偿后的不平衡量值及角相；

c)重复上述两个步骤，且与上两个步骤不同的是转子旋转的角度为-α；

d)对比两次的不平衡量值及角相的差值，若在规定范围内，为补偿合格，若超出范围，则重复(3)-(5)步骤，直至两次的不平衡量值及角相的差值在规定范围内；

(6)启动平衡机，缓慢升速至ω，旋转均匀示值稳定后，测量转子的动不平衡量。

本发明具有的优点效果，采用本工艺方法是通过左平衡工装的静平衡操作，将左平衡工装与左平衡摆架做为一个整体来消除系统的附加不平衡量；将“左驱动摆架、左平衡工装、转子”做为一个整体组件、“右平衡工装、右平衡摆架”做为一个整体组件，通过两个整体组件的翻转补偿操作及静平衡操作来消除右平衡工装与右平衡摆架系统的附加不平衡量，通过上述操作降低整体平衡系统的附加不平衡，从而克服两端径向结构不对称的转子翻转角度时，不平衡量波动大，无法将转子各角向位置的不平衡量校正至规定值的工艺难点。

本发明针对两端(与平衡机转接部位)径向结构不对称的转子动平衡翻转补偿时，无法实现两端同时翻转相同的角相而造成的翻转补偿误差大的故障，发明了通过分步操作消除整个平衡系统的附加不平衡量的方法，可以有效的克服转子翻转角度进行动平衡测量时，不平衡量波动大的问题，将翻转误差控制在规定的范围内，从而高质量的完成该类转子的动平衡工作。

通过本发明可以使两端(与平衡机转接部位)径向结构不对称的转子在动平衡转速为4000r/min～6000r/min时，在0°、120°、240°及其它任意角向位置的动不平量均不大于5g.mm，全工况无异常振动及声响。

附图说明

图1为实施例所涉及的两端径向结构不对称的转子的结构示意图；

图2为图1的侧视图。

具体实施方式

一种径向结构不对称的转子的动平衡补偿方法，所述的方法包括以下步骤：

(1)准备待平衡的转子，所述的转子的两端与平衡机转接部位径向结构不对称，并且其外观完整性保持完好；

(2)设计并制造左右平衡工装，所述的工装可以将待平衡的转子的左右两端安装在平衡机的左右驱动摆架上；

(3)左平衡工装的静平衡操作：

a)将左平衡工装安装到平衡机的左驱动摆架上；

b)在平衡机的测量系统中选择静平衡程序并设置左平衡工装的静平衡参数；

c)启动平衡机，缓慢升速至规定的平衡转速，旋转均匀、示值稳定后，测量平衡机上安装在左驱动摆架上的左平衡工装的不平衡量，通过在左平衡工装上去材料，将其不平衡量校正至规定值以内。

(4)右平衡工装的联合翻转补偿、静平衡操作：

a)将右平衡工装安装到平衡机的右摆架上；

b)将转子通过平衡机的左、右摆架上的平衡工装安装到平衡机上，并固定牢固；

c)在平衡机的测量系统中设置右平衡工装的静平衡参数及翻转角度；

d)将右平衡工装与右摆架进行联合翻转补偿操作：将左驱动摆架、左平衡工装、转子做为一个整体组合件，保持装配位置不变，将右平衡工装相对于整体组合件旋转进行角度θ的翻转补偿操作；

e)启动平衡机，缓慢升速至规定的平衡转速ω，旋转均匀示值稳定后，测量并通过去材料校正右平衡工装的剩余不平衡量至规定值以内；

(5)转子的角度α翻转补偿操作：

a)将转子从两侧工装中拆下，将转子相对于某一侧平衡工装进行角度α的旋转后重新连接，由于径向不对称结构，转子旋转角度α后，另一侧的平衡工装旋转一定的角度，再进行重新连接，所述的另一侧工装旋转角度为实现转子安装的最小角度；

b)记录翻转补偿后的不平衡量值及角相；

c)重复上述两个步骤，且与上两个步骤不同的是转子旋转的角度为-α；

d)对比两次的不平衡量值及角相的差值，若在规定范围内，为补偿合格，若超出范围，则重复(3)-(5)步骤，直至两次的不平衡量值及角相的差值在规定范围内；

(6)启动平衡机，缓慢升速至ω，旋转均匀示值稳定后，测量转子的动不平衡量。

实施例

某航空用转子，如图1和图2所示，左侧为三角法兰结构，右侧为32齿外花键结构，其总体长度为65mm，最大外径100mm，动平衡转速为4000r/min，要求其不平衡量在0°、120°、240°及其它任意角向位置动不平量不大于5g.mm，全工况无异常振动及声响。其具体步骤如下：

(1)准备待平衡的转子，所述的转子的两端与平衡机转接部位径向结构不对称，并且其外观完整性保持完好；

(2)设计并制造左右平衡工装，即三角法兰盘转接工装和内花键转接工装,所述的工装可以将待平衡的转子的左右两端安装在平衡机的左右驱动摆架上；

(3)左平衡工装的静平衡操作：

a)将三角法兰转接工装安装到平衡机的左驱动摆架上；

b)在平衡机的测量系统中选择静平衡程序并设置左平衡工装的静平衡参数R＝50；

c)启动平衡机，缓慢升速至规定的平衡转速4000r/min，旋转均匀、示值稳定后，测量平衡机上安装在左驱动摆架上的三角法兰转接工装的不平衡量，通过在三角法兰转接工装上去材料，最终使其不平衡量校正至0.18g.mm；

(4)右平衡工装的联合翻转补偿、静平衡操作：

a)将32齿内花键转接工装安装到平衡机的右摆架上；

b)将转子通过平衡机的左、右摆架上的平衡转接工装安装到平衡机上，并固定牢固；

c)在平衡机的测量系统中设置32齿内花键转接工装的静平衡参数R＝45及翻转角度180°；

d)将32齿内花键转接工装与右摆架进行联合翻转补偿操作：将左驱动摆架、三角法兰转接工装、转子做为一个整体组合件，保持装配位置不变，将32齿内花键转接工装相对于整体组合件旋转进行角度180°的翻转补偿操作；

e)启动平衡机，缓慢升速至规定的平衡转速4000r/min，旋转均匀示值稳定后，测量并通过去材料校正右平衡工装的剩余不平衡量至0.20g.mm；

(5)转子的120°翻转补偿操作：

a)将转子从两侧工装中拆下，将转子相对于某一侧平衡工装进行120°的旋转后重新连接，由于径向不对称结构，转子旋转120°后，另一侧的平衡工装旋转一定的角度，再进行重新连接，所述的另一侧工装旋转角度为实现转子安装的最小角度；

b)记录翻转补偿后的不平衡量值及角相,分别为不平衡量为8.5g.mm,角相为150°；

c)重复上述两个步骤，且与上两个步骤不同的是转子旋转的角度为-120°,最终的不平衡量为8.2g.mm,角相为28°；

d)对比两次的不平衡量值及角相的差值，两次的不平衡量值的差值为3.5％,角相的差值为120°-2°；规定值为两次不平衡量值差不大于5％、角相的差为不大于120°±5°，因此均在规定范围内；

(6)启动平衡机，缓慢升速至4000r/min，旋转均匀示值稳定后，测量并校正转子在0°、120°、240°及其它任意角向位置动不平量均不大于5g.mm。

最终结论，转子动平衡合格。

Claims (1)

1.一种径向结构不对称的转子的动平衡补偿方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)准备待平衡的转子，所述的转子的两端与平衡机转接部位径向结构不对称，并且其外观完整性保持完好；

(2)设计并制造左右平衡工装，所述的工装可以将待平衡的转子的左右两端安装在平衡机的左右驱动摆架上；

(3)左平衡工装的静平衡操作：

a)将左平衡工装安装到平衡机的左驱动摆架上；

b)在平衡机的测量系统中选择静平衡程序并设置左平衡工装的静平衡参数；

c)启动平衡机，缓慢升速至规定的平衡转速，旋转均匀、示值稳定后，测量平衡机上安装在左驱动摆架上的左平衡工装的不平衡量，通过在左平衡工装上去材料，将其不平衡量校正至规定值以内；

(4)右平衡工装的联合翻转补偿、静平衡操作：

a)将右平衡工装安装到平衡机的右摆架上；

b)将转子通过平衡机的左、右摆架上的平衡工装安装到平衡机上，并固定牢固；

c)在平衡机的测量系统中设置右平衡工装的静平衡参数及翻转角度；

d)将右平衡工装与右摆架进行联合翻转补偿操作：将左驱动摆架、左平衡工装、转子做为一个整体组合件，保持装配位置不变，将右平衡工装相对于整体组合件旋转进行角度θ的翻转补偿操作；

e)启动平衡机，缓慢升速至规定的平衡转速ω，旋转均匀示值稳定后，测量并通过去材料校正右平衡工装的剩余不平衡量至规定值以内；

(5)转子的角度α翻转补偿操作：

a)将转子从两侧工装中拆下，将转子相对于某一侧平衡工装进行角度α的旋转后重新连接，由于径向不对称结构，转子旋转角度α后，另一侧的平衡工装旋转一定的角度，再进行重新连接，另一侧工装旋转角度为实现转子安装的最小角度；

b)记录翻转补偿后的不平衡量值及角相；

c)重复上述两个步骤，且与上两个步骤不同的是转子旋转的角度为-α；

d)对比两次的不平衡量值及角相的差值，若在规定范围内，为补偿合格，若超出范围，则重复(3)-(5)步骤，直至两次的不平衡量值及角相的差值在规定范围内；

(6)启动平衡机，缓慢升速至ω，旋转均匀示值稳定后，测量转子的动不平衡量。

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