CN108593206A - 一种高效转子动平衡校正辅助工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效转子动平衡校正辅助工具。该工具包括设有相同单位刻度标识的两个第一标尺、一个第二标尺和两个辅助尺，两第一标尺与第二标尺在零刻度处铰接，第一标尺和第二标尺内设置有滑板组件，滑板组件包括滑动连接通孔内侧的滑板，滑板上侧中部设有连接柱，连接柱上端通过开口分别伸出第一标尺与第二标尺的上侧，两辅助尺轴向中部设有条形连接孔，两辅助尺通过条形连接孔与第二标尺上的连接柱滑动连接，开口处设有波浪形限位齿，滑板上侧设有弹性限位部件。本发明通结构简单，便于使用，长期使用不会造尺身上的刻度标识磨损，可快速确定动平衡块的安装位置，大幅缩短动平衡试验的调整时间，将动平衡试验的效率提高十倍以上。

Description

一种高效转子动平衡校正辅助工具

技术领域

本发明涉及工具领域，具体涉及一种高效转子动平衡校正辅助工具。

背景技术

转子动力学的一个研究内容，指确定转子转动时产生的不平衡量(离心力和离心力偶)的位置和大小并加以消除的操作。不平衡量会引起转子的横向振动，并使转子受到不必要的动载荷，这不利于转子正常运转。所以，大多数转子应该进行动平衡检测。在机器制造或维修中，动平衡校正成为一道工序。

转子作为机械系统的重要组成部分，它的不平衡量常引起的振动,将导致设备振动、噪声及机构破坏，尤其是对于高速旋转的柔性转子，产生的机械事故将更明显，转子不平衡引起的故障约占机械全部故障的60％以上。随着当前精密数控加工技术的发展，高速转子在加工生产过程中产生的严重影响其加工精度的动平衡问题显得尤为重要，动平衡仪可以有效地保障设备运行的可靠性与安全性，能取得良好的经济效益和社会效益，具有重大的实际意义。

转子转动时产生的不平衡量是因转子各微段的质心不严格处于回转轴线上引起的。各微段因质心偏离回转轴线而产生的离心力都垂直于回转轴线。通过力的合成可把离心力系合成为少数的集中力，其方向仍垂直于轴线。一般说，至少要用分别作用于两个横截面上的两个集中力才能代表原来的离心力系。若这两个集中力刚好形成力偶，则原来的不平衡量在转子不旋转时是无法察觉和测量的；旋转时，力偶才形成横向干扰并引起转子的振动。这种不平衡的效应只有在旋转的动态中才能察觉和测量，所以需要进行动平衡。与此相对的静平衡是指当转子的质量很集中以致可以看作一个垂直于回转轴线的不计厚度的薄盘时，不需旋转就能进行的平衡。其作法是将转子水平放置，偏重的一边受重力作用会垂到下方，设法调整转子质心的位置，使之位于回转轴线上。在测出不平衡的位置和大小后，或是直接将它去掉，或是在它的对称方向加上和它相应的质量来平衡它的效应，即通过去重或配重完成动平衡。

去重完成动平衡的方法一般采用打磨、钻孔或切削等工艺，由于其会破坏转子的结构及外观，所以一般不采用去重的方法调节动平衡，目前调节动平衡最常用的方法是配重法。现有的动平衡校正机器一般通过测量不平衡量产生的震动的大小及角度，来确定不平衡量的大小及角度，并通过软件将不平衡量的大小和角度显示给测试人员，但由于不同的转子的不平衡量基本不同，而且差异很大，由于用来配重的动平衡块要批量生产，一般使用在同一位置都生产一种规格的动平衡块，比如某电机转子前端使用的动平衡块均为10g。由于动平衡块的质量与配重需要的质量相差太大，所以动平衡机显示的配重角度不能作为动平衡块的安装角度，一般只能通过多次试验才能确定动平衡块的安装位置，这就直接造成了动平衡试验的耗时太长、效率低下。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种高效转子动平衡校正辅助工具。

为实现上述目的，本发明提供了一种高效转子动平衡校正辅助工具，包括设有相同单位刻度标识的两个第一标尺、一个第二标尺和两个辅助尺，所述两第一标尺与第二标尺在零刻度处铰接，所述第一标尺和第二标尺轴向中部均开设有通孔，所述通孔上侧设有开口，所述通孔内设置有滑板组件，所述滑板组件包括滑动连接通孔内侧的滑板，所述滑板上侧中部设有连接柱，所述连接柱上端通过开口分别伸出第一标尺与第二标尺的上侧，所述两辅助尺轴向中部设有条形连接孔，其在零刻度位置分别铰接在第一标尺上的连接柱上，所述两辅助尺通过条形连接孔与第二标尺上的连接柱滑动连接，所述开口处设有波浪形限位齿，所述滑板上侧设有弹性限位部件，所述弹性限位部件包括固定在滑板上侧的两个限位块，所述两限位块前端间距大于其后端间距，且其后端外侧设有与限位齿滑动连接的弧形限位部，且其上侧固定有盖板，所述限位块与盖板配合形成连接孔，所述连接孔内滑动连接有滑块，所述滑块后端固定有拨板。

作为优选，所述滑板上侧还固定有隔块，所述隔块设置在两限位块中间。

作为优选，所述限位块后端内侧设有止位部。

作为优选，所述连接柱上端设有一松紧旋钮，所述松紧旋钮包括与连接柱螺纹连接的连接部和设置在连接部外侧的压紧部。

作为优选，所述第一标尺、第二标尺和辅助尺上两侧分别设有一道刻度标识。

作为优选，所述滑板上侧还设有指针，所述指针包括两个，分别设置在连接柱的两侧。

有益效果：本发明通结构简单，便于使用，长期使用不会造尺身上的刻度标识磨损，可快速确定动平衡块的安装位置，大幅缩短动平衡试验的调整时间，将动平衡试验的效率提高十倍以上。

附图说明

图1是本发明实施例的高效转子动平衡校正辅助工具的结构示意图；

图2是本发明实施例的第一标尺的局部剖视的结构示意图；

图3是本发明实施例的滑板组件的俯视图；

图4是本发明实施例的滑板组件的立体图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种高效转子动平衡校正辅助工具，该工具包括两个第一标尺1、一个第二标尺2和两个辅助尺3，第一标尺1与第二标尺2的结构相同，第一标尺1、第二标尺2和两个辅助尺3均标有相同单位的刻度，需要说明的是，本发明实施例的在第一标尺1、第二标尺2和辅助尺3上的刻度是以长度单位来计量质量的，具体多少长度代表多少质量可以根据需要进行变化，但是应使第一标尺1、第二标尺2和辅助尺3保持一致。如使1cm的长度代表1g，这样10cm的长度就代表10g。如果使2cm的长度代表1g，那么10cm的长度就代表5g。

本发明实施例的两个第一标尺1和第二标尺2在零刻度起始的一端铰接，铰接位置距离零刻度的距离要相同，优选铰接在其零刻度位置。在第一标尺1和第二标尺2的轴向中部均开设有通孔4，在通孔4的上侧设有开口5，在通孔4内设置有滑板组件。滑板组件包括滑动连接通孔4内侧的滑板6，滑板6的上侧中部设有连接柱7，连接柱7的上端通过开口5分别伸出第一标尺1与第二标尺2的上侧。连接柱7优选设置L型台阶，L型台阶设置在开口5的上侧，其上部的直径小于下部的直径，这样，可以避免辅助尺3与第一标尺1和第二标尺2接触磨损。两辅助尺3的轴向中部设有条形连接孔8，两辅助尺3在零刻度位置分别铰接在第一标尺1上的连接柱7上，两辅助尺3通过条形连接孔8与第二标尺2上的连接柱7滑动连接，并可在调节过程中自由转动。

为了便于使用，要使滑板组件在滑动到指定位置时，可以实现位置固定，本发明实施例在开口5处还设有限位齿9，限位齿9为波浪状，滑板组件上还设有弹性限位部件。弹性限位部件包括固定在滑板6上侧的两个限位块10，限位块10由弹性材料制成，如塑料等。两个限位块10后端的间距小于其前端的间距，两个限位块10后端外侧设有与限位齿6滑动连接的弧形限位部11，在两个限位块10的上侧固定有盖板12，这样，两个限位块10与盖板配合形成连接孔，连接孔内滑动连接有滑块13。在两个滑块13的后端固定有拨板14，通过用手向后推动拨板14，滑块13随拨板14前后运动。作为优选实施例，在滑板6上侧还固定有隔块19，隔块19设置在两限位块10中间。这样就形成了两个连接孔，每个连接孔内都滑动连接有一个滑块13。当滑块13在前端位置时，限位块10可以通过形变随滑板6在限位齿9上滑动，进而可以调节滑块组件在第一标尺1和第二标尺2上的位置。当滑块13在后端位置时，由于两个限位块10后端的间距小于其前端的间距，在滑块13向后运动过程中会使限位块10内侧与滑块13接触，滑块13可以阻止限位块10产生形变，使弧形限位部11保持在限位齿9内，进而实现将滑板组件锁定在第一标尺1和第二标尺2上。限位块后端内侧还设有止位部15，止位部15可防止滑块13从两个限位块10后端之间滑出。在限位块10静止时，其弧形限位部11位于限位齿9的波谷区域内，因此，滑板组件可以调节的最小距离是两个相邻波谷之间的距离，因此，可根据实际需要，改变两个相邻波谷之间的距离，以获得理想的最小移动距离。

本发明实施例的两辅助尺3是通过条形连接孔8与第二标尺2上的连接柱7滑动连接的，为了便于使用，在选定辅助尺3的位置后，辅助尺3最好不会在第二标尺2上滑动。办发明实施例在连接柱7上端设有一松紧旋钮16，优选在连接柱7的上端开设内螺纹结构，松紧旋钮16包括与连接柱7螺纹连接的连接部161和设置在连接部161外侧的压紧部162，当松紧旋钮16拧紧后，压紧部162就与辅助尺3压紧在连接柱7上，为了防止松紧旋钮16和辅助尺3在压紧和松开过程中出现磨损，还可在松紧旋钮16的下侧设置一个垫圈17，垫圈17可采用铜垫圈、橡胶垫圈或聚四氟垫圈等。

为了便于使用，优选在第一标尺1、第二标尺2和辅助尺3上侧的两侧分别设有一道刻度标识，这样，操作者无论在本工具的左侧或右侧位置均可方便调整操作。

为了便于确认滑板组件所指示的刻度，在滑板6上侧还设有指针18，指针18包括两个，分别设置在连接柱7的两侧。

本发明的原理是：动平衡块一般都是安装在圆周型的动平衡块安装槽内的，如电机转子一般在转子本体和冷却风扇的侧部设置圆周型的动平衡块安装槽，汽车轮毂的动平衡块有的设置在轮毂的内侧或两侧位置，其动平衡块的安装位置也为圆周状。当使用动平衡试验机测量进行动平衡试验时，动平衡试验机会将不平衡量的大小与角度反映出来。假设不平衡量的大小为M1，动平衡块的质量为M2，不平衡量的角度为α，该转子动平衡块安装槽的圆周半径为R，动平衡试验的转速为V，则不平衡量产在的圆周型动平衡块安装槽上产生的离心力为：

F＝M1.V²/R (公式一)

其离心力的方向为圆心到α角的半径方向，根据矢量力学的原理，可以将该离心力进行拆分，公式如下：

F＝F1.sinββ+F2.sinθθ (公式二)

上述公式中的β为F1与F之间的夹角，θ为F2与F之间的夹角；

现在用动平衡块安装在动平衡块安装槽内，利用动平衡块在旋转的时候产生两个离心力作为上述公式中的F1和F2，其离心力的公式为：

F1＝x·M2·V²/R (公式三)

F2＝y·M2·V²/R (公式四)

上述公式中的x，y分别代表动平衡块的个数；

有上述公式一至四可以推导出：

M1·V²/R＝x·M2·V²/R·sinββ+y·M2·V²/R·sinθθ (公式五)

并可以得出：

M1＝x·M2·sinββ+y·M2·sinθθ (公式六)

从公式六就可看出，不平衡量与添加动平衡块质量之间与力学一样遵循平行四边形定则，本发明就是基于平行四边形定则的高效转子动平衡校正辅助工具。

本发明的使用条件和方法：比如，测得的不平衡量为8g，角度为180°，现有的动平衡块的质量为10g，当要求的最小不平衡量的小于2g时，就可以使用本高效转子动平衡校正辅助工具。

对于同一个不平衡量M1可有不同的调节方法，即让x和y分别取不同的值，x和y的取值将影响到β和θ角度的大小。为了节约材料，一般当M1＜2·M2时，我们优选将x和y的取值都为1，即使用两个动平衡块去弥补不平衡量，当M1＞2·M2，或者需要添加动平衡块的位置已经安装有动平衡块时，再增大x或y的值，即增加动平衡块的数量。需要说明的是，当动平衡块的质量为多种时，在无法采用单个动平衡块消除不平衡量时，也可采用本工具，只要分别称出该添加的动平衡块质量，然否将滑板组件调至相应的位置即可。

使用时，首先将滑板组件调节至动平衡块的质量位置，即10g，然后拧紧松紧旋钮固定，再将两个辅助尺3在滑板组件的位置分别调节至10g，将第一标尺1和第二标尺2的铰接点，即零刻度点放置在动平衡块安装槽的圆周的中心，第二标尺2的方向为不平衡量的方向，此处为180°，移动滑板组件至不平衡量的刻度处，此处为8g，此时，两个第一标尺1与动平衡块安装槽的两个交点，即为两个动平衡块的安装位置，将两个动平衡块分别安装在该位置即可。

在检修作业做动平衡试验时，常常会遇到该交点已安装有动平衡块，则需要改变x或y的值，进而改变动平衡块的安装角度，即改变β或θ的角度，从而避开已安装的动平衡块。

x和y的取值一般选择在三个以内，当动平衡块的数量较多，占据的角度过大时，在指示位置添加动平衡块时，会使校正达不到理想效果，此时，可以根据经验进行微调动平衡块位置，也可以先在不平衡量的角度附近添加多个动平衡块，先初步减小不平衡量，再使用本发明进行其余动平衡块的安装位置。

综上所述，本发明通结构简单，便于使用，长期使用不会造尺身上的刻度标识磨损，可快速确定动平衡块的安装位置，大幅缩短动平衡试验的调整时间，将动平衡试验的效率提高十倍以上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高效转子动平衡校正辅助工具，其特征在于，包括设有相同单位刻度标识的两个第一标尺、一个第二标尺和两个辅助尺，所述两第一标尺与第二标尺在零刻度处铰接，所述第一标尺和第二标尺轴向中部均开设有通孔，所述通孔上侧设有开口，所述通孔内设置有滑板组件，所述滑板组件包括滑动连接通孔内侧的滑板，所述滑板上侧中部设有连接柱，所述连接柱上端通过开口分别伸出第一标尺与第二标尺的上侧，所述两辅助尺轴向中部设有条形连接孔，其在零刻度位置分别铰接在第一标尺上的连接柱上，所述两辅助尺通过条形连接孔与第二标尺上的连接柱滑动连接，所述开口处设有波浪形限位齿，所述滑板上侧设有弹性限位部件，所述弹性限位部件包括固定在滑板上侧的两个限位块，所述两限位块前端间距大于其后端间距，且其后端外侧设有与限位齿滑动连接的弧形限位部，且其上侧固定有盖板，所述限位块与盖板配合形成连接孔，所述连接孔内滑动连接有滑块，所述滑块后端固定有拨板。

2.根据权利要求1所述的高效转子动平衡校正辅助工具，其特征在于，所述滑板上侧还固定有隔块，所述隔块设置在两限位块中间。

3.根据权利要求1所述的高效转子动平衡校正辅助工具，其特征在于，所述限位块后端内侧设有止位部。

4.根据权利要求1所述的高效转子动平衡校正辅助工具，其特征在于，所述连接柱上端设有一松紧旋钮，所述松紧旋钮包括与连接柱螺纹连接的连接部和设置在连接部外侧的压紧部。

5.根据权利要求1所述的高效转子动平衡校正辅助工具，其特征在于，所述第一标尺、第二标尺和辅助尺上两侧分别设有一道刻度标识。

6.根据权利要求5所述的高效转子动平衡校正辅助工具，其特征在于，所述滑板上侧还设有指针，所述指针包括两个，分别设置在连接柱的两侧。