CN109655203B - 平衡机辅助角度定位仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平衡机辅助角度定位仪，涉及转子动平衡技术领域，包括前圆板、后圆板、支撑架、支撑架底板、激光发射器、金属弹簧片、高度调节螺母等，其中前圆板与后圆板安装在轴上，之间由推力轴承进行定位，金属弹簧片分为水平部分和倾斜部分，水平部分固定在前圆板的靠近后圆板一侧的端面上，倾斜部分顶端卡在后圆板的凹槽中用来实现后圆板的反向锁止，高度调节螺母安装在支撑架底板中央圆柱结构下端，实现支撑架的上下移动，激光发射器支架的顶部水平杆上套有激光发射器，激光发射器可以在竖直平面内摆动，将激光束照射在转子周向边缘位置，方便找到校正时转子要定位的角度，减少了修正次数，达到快速使转子修正至平衡位置的目的。

Description

平衡机辅助角度定位仪

技术领域

本发明涉及平转子动平衡技术领域，尤其涉及到一种平衡机的角度定位仪，用于在平衡转子试验中辅助确定转子转角，适用于教学演示实验，及工厂制造转子时，辅助确定其质量的修正位置等场景。

背景技术

转子的平衡校正是工程测试技术中的一项重要内容，在转子动平衡测试试验中，动平衡机可以明确显示出待测转子不平衡量所在角度，实验员根据这个结果将转子转到相应的角度位置进行质量校正。在实验室中，实验教学用转子因其体量小，本身带有刻度，平衡机给出校正角度后可以准确定位，但在实际工程中，转子本身不可能配有刻度，实验员无法准确确定其位置，即使提前在转子上画好刻度也会有测量误差，只能确定大致位置，每次修正的位置均有较大的误差，所以需要多次地进行修正。特别的，当待测转子直径比较大时，提前在其上面分好准确刻度标记更难，并且不同大小的转子若提前进行手工分刻度是一件极其耗时耗力的工作，增加了实验员的工作量。因此本发明设计了一种自动定位转子角度的装置可以精确找到校正时需要定位的角度，即校正位置，减少了实验员的工作量，同时达到减少修正次数，快速使转子修正至平衡位置的目的，本装置结构简单，造价成本低，具有一定的市场前景和较好的经济效益。

发明内容

本发明要解决问题是做动平衡实验时，在待测转子上能快速确定动平衡机所显示不平衡点所在位置，本发明的目的在于提供一种平衡机辅助角度定位仪。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种平衡机辅助角度定位仪，包括：前圆板、后圆板、支撑架、激光发射器、金属弹簧片，其特征在于：所述前圆板和所述后圆板为直径相同的两个圆板，所述前圆板的滑槽为三个沿圆周向等分成120°的直线滑槽，并且前圆板的外侧端平面沿周向写有刻度，所述后圆板的滑槽为三个沿圆周向等分成120°的曲线型滑槽，在后圆板靠近前圆板的一侧沿圆周方向分布360个凹槽，每两个相邻的凹槽之间角度为1°；金属弹簧片通过螺纹连接固定在前圆板的靠近后圆板一侧的端面上，前圆板与后圆板之间由推力轴承进行定位，前圆板与轴之间通过键连接，前圆板的外侧端平面用六角螺钉A和垫片A进行紧固，后圆板与轴之间由滚动轴承连接，三个夹爪分别穿过前圆板和后圆板的滑槽中，其中夹爪的夹持部分暴露在前圆板的外侧端平面，夹爪的杆件部分的棱柱段与前圆板间隙配合，圆柱段插入后圆板的滑槽中，其中圆柱段设有螺纹孔，在后圆板的后面通过六角螺钉D、垫片B紧固；涡卷弹簧的外壳通过六角螺钉E连接在后圆板上，涡卷弹簧套在轴上，涡卷弹簧的里端固定在轴上，外端固定在外壳上，涡卷弹簧的外壳后面与支撑架上部圆柱段端面紧贴在一起；轴插在支撑架上部的圆筒中，轴尾部伸出的部分套上轴端垫片，并且在轴端垫片中心圆孔的周围通过六角螺钉C将其紧固在支撑架上，锁紧螺钉与支撑架上部的圆柱段中间位置有螺纹联接，在支撑架上部的圆柱段的前端和后端分别套上一个导轨滑块，导轨滑块设有三个通孔，靠近后圆板的导轨滑块的中间孔中插入指针，远离后圆板的导轨滑块的中间孔中插入激光发射器支架，两个导轨滑块的中间孔中有凹槽，指针和激光发射器支架的插入部分有凸起，激光发射器支架的顶部水平杆上套有激光发射器，两者为过渡配合。

上述技术方案中，还包括支撑架底板，所述支撑架底板中央有一圆柱结构，圆柱结构通过螺纹与高度调节螺母连接，高度调节螺母在支撑架的竖直支撑部分下端的中间位置空缺处，支撑架竖直部分中间位置处设有圆柱孔结构，其与支撑架底板中间的圆柱进行配合，支撑架底部支撑板上四个角处有圆孔，将四个圆孔与支撑架底板上靠近中间圆柱部分的四个圆孔对齐，同时还与两个导轨滑块上两侧的圆孔对齐，将四根竖直光轴依次插入导轨滑块、支撑架以及支撑架底板的对应的孔中，使得整个夹具部分以及竖直升降部分不会发生转动，支撑架底板的每一侧分别有四个孔，使用时通过六角螺钉B与丝杠—滑台结构相连接。

上述技术方案中，所述金属弹簧片为弹性板体结构，分为水平部分和倾斜部分，其中水平部分设有两圆孔，用来进行螺纹连接将其固定在前圆板的靠近后圆板一侧的端面上，倾斜部分顶端卡在后圆板的凹槽中。

上述技术方案中，在倾斜部分一侧还设有圆柱形拨杆。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明使得激光发射器可以在竖直平面内摆动，将激光束照射在转子周向边缘位置，方便找到校正时转子要定位的角度，减少了修正次数，达到快速使转子修正至平衡位置的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它附图。

图1为平衡机辅助角度定位仪的轴测图；

图2为平衡机辅助角度定位仪的反面轴测图；

图3为夹紧装置部分的轴测图；

图4为推力轴承、后圆板、轴和金属弹簧片的相对位置示意图；

图5为前圆板、推力轴承、后圆板、轴和金属弹簧片的相对位置示意图；

图6为图5中5-A的局部剖视图；

图7为滚动轴承B、后圆板和轴的相对位置示意图；

图8为夹爪的轴测图；

图9为后圆板的主视图；

图10为支撑架底板的轴测图；

图11为支撑架的轴测图；

图12为轴的轴测图；

图13为金属弹簧片的轴测图；

附图标记：1-前圆板、2-六角螺钉A、3-垫片A、4-夹爪、5-后圆板、6-指针、7-锁紧螺钉、8-支撑架、9-激光发射器、10-激光发射器支架、11-竖直光轴、12-导轨滑块、13-金属弹簧片、14-六角螺钉B、15-轴、16-轴端垫片、17-六角螺钉C、18-六角螺钉D、19-垫片B、20-涡卷弹簧、21-六角螺钉E、22-支撑架底板、23-高度调节螺母、24-推力轴承、25-滚动轴承。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1～13所示，平衡机辅助角度定位仪包括：前圆板1、六角螺钉A2、垫片A3、夹爪4、后圆板5、指针6、锁紧螺钉7、支撑架8、激光发射器9、激光发射器支架10、竖直光轴11、导轨滑块12、金属弹簧片13、六角螺钉B14、轴15、轴端垫片16、六角螺钉C17、六角螺钉D18、垫片B19、涡卷弹簧20、六角螺钉E21、支撑架底板22、高度调节螺母23、推力轴承24、滚动轴承25；平衡机辅助角度定位仪的前圆板1和后圆板5为直径相同的两个圆板。其中，前圆板1的滑槽为三个沿圆周向等分成120°的直线滑槽，并且前圆板的外侧端平面沿周向写有刻度，后圆板5的滑槽为三个沿圆周向等分成120°的曲线型滑槽，在后圆板5靠近前圆板1的一侧沿圆周方向分布360个凹槽，每两个相邻的凹槽之间角度为1°。

金属弹簧片13设计为具有一定弹性的板体结构，分为水平部分和倾斜部分，其中水平部分设有两圆孔，用来进行螺纹连接将其固定在前圆板1的靠近后圆板5一侧的端面上，倾斜部分顶端卡在后圆板5的凹槽中，进一步的，在倾斜部分一侧还设有一细长圆柱形拨杆。两个圆板之间由推力轴承24进行定位。前圆板1与轴15之间通过键连接，前圆板的外侧端平面用六角螺钉A2和垫片A3进行紧固，后圆板5与轴15之间由滚动轴承25连接。三个夹爪4分别穿过前圆板1和后圆板5的滑槽中，其中夹爪4的夹持部分暴露在前圆板1的外侧端平面，夹爪4杆件部分的棱柱段与前圆板1间隙配合，圆柱段插入后圆板5的滑槽中，其中圆柱段设有螺纹孔，在后圆板5的后面通过六角螺钉D18、垫片B19紧固。涡卷弹簧20的外壳通过3个六角螺钉E21连接在后圆板5上，涡卷弹簧20套在轴15上。涡卷弹簧20的里端固定在轴15上，外端固定在外壳上。后圆板5与轴15之间由滚动轴承25相连接，涡卷弹簧20的外壳后面与支撑架8上部圆柱段端面紧贴在一起。

如图4-6所示，金属弹簧片13倾斜部分的倾斜方向与夹紧时后圆板5的转动方向相同，使得当后圆板5顺向旋转时，具有一定弹性的金属弹簧片13的倾斜部分可以从后圆板5的一个凹槽跳动到相邻的凹槽中，同时由于金属弹簧片13的倾斜部分顶端卡在凹槽中，使得后圆板5不能反向转动。

结合附图4-6，对原理做进一步阐述，当顺时针转动5时，相当于后圆板5向左移动，由于金属弹簧片13具有一定的弹性，使得金属弹簧片的倾斜部分可以移动到相邻的凹槽中，而当后圆板反向转动，相当于后圆板向右移动，由于金属弹簧片的倾斜部分呈一定角度卡在凹槽中，使得后圆板向右移动被挡住，从而实现了反向锁止。因此顺向转动后圆板5时，前圆板1与后圆板5之间有相对转动，夹爪4在后圆板5和前圆板1的滑槽中向中心方向移动，同时涡卷弹簧20拧紧，涡卷弹簧20给后圆板5反向转动的力。但是如前面所述金属弹簧片13的倾斜部分卡在了后圆板5的凹槽中，使得后圆板5无法反向转动，从而达到固定后圆板5的功能，从而使得三个夹爪4的位置也固定，夹紧待测转子。当想松开转子时，需手动拨动金属弹簧片上的拨杆，使得金属弹簧片倾斜部分从凹槽中脱离开，反向锁止作用消失，另外由于涡卷弹簧20给后圆板5反方向转动的力，则能够使后圆板快速逆时针转动，从而快速自动松开所夹持的转子。

轴15插在支撑架8上部的圆筒中，轴15尾部伸出的部分套上轴端垫片16，并且在轴端垫片16中心圆孔的周围通过六角螺钉C17将其紧固在支撑架8上，以此达到固定轴15轴向位置的作用。锁紧螺钉7与支撑架8上部的圆柱段中间位置有螺纹联接，用来实现轴15的轴向定位。在支撑架8上部的圆柱段的前端和后端分别套上一个导轨滑块12，导轨滑块12设有三个通孔，靠近后圆板5的导轨滑块12的中间孔中插入指针6，远离后圆板5的导轨滑块12的中间孔中插入激光发射器支架10，两个导轨滑块12的中间孔中有凹槽，指针6和激光发射器支架10的插入部分有凸起，可以保证指针6和激光发射器支架10的精度。激光发射器支架10的顶部水平杆上套有激光发射器9，两者为过渡配合。

支撑架底板22中央有一圆柱结构，圆柱上有螺纹与高度调节螺母23连接，高度调节螺母23在支撑架8的竖直支撑部分下端的中间位置空缺处，支撑架8竖直部分中间位置处设有圆柱孔结构，其与支撑架底板22中间的圆柱进行配合。支撑架8底部支撑板上四个角处有圆孔，将四个圆孔与支撑架底板22上靠近中间圆柱部分的四个圆孔对齐，同时还与两个导轨滑块12上两侧的圆孔对齐。将四根竖直光轴11依次插入导轨滑块12、支撑架8以及支撑架底板22的对应的孔中，使得整个夹具部分以及竖直升降部分不会发生转动。支撑架底板22的每一侧分别有四个孔，用于将上述平衡机辅助角度定位仪与典型的丝杠—滑台结构连接。上述平衡机辅助角度定位仪使用时可通过8个六角螺钉B14与典型的丝杠—滑台结构相连接，方便平衡机辅助角度定位仪接近和远离待测转子。

本发明的工作过程如下：

当平衡机计算出转子需要在某一角度φ上需要校正的质量后，可以通过以下操作过程，使工人准确地找出φ角所对应的位置。首先调整前圆板1上0°的位置、转子的0°的位置和指针6以及激光发射器9发射的激光束在同一竖直平面内。

拧紧锁紧螺钉7使得前圆板1和轴15不转动，转动高度调节螺母23调整夹具部分的竖直高度，使得整个夹具部分与待测转子同轴，通过丝杠滑台结构使夹具靠近转子已进行进一步夹持。夹持时：转动后圆板5使三个夹爪4向中心移动，转动后圆板5直到三个夹爪4紧紧夹住转子。

由于金属弹簧片13倾斜部分的倾斜方向与夹紧时后圆板5的转动方向相同，所以后圆板5转动时金属弹簧片13的倾斜部分可以从后圆板5的一个凹槽中跳动到相邻的凹槽中。转动后圆板5的同时，涡卷弹簧20拧紧，给后圆板5向反方向转动的力，但是与前圆板1固定的金属弹簧片13的倾斜部分呈一定角度卡在后圆板5的凹槽内，使得后圆板5不能反向转动，所以将后圆板5转动到相应位置后，相对于前圆板1不能相对转动，从而实现夹紧转子。夹紧转子后，松开锁紧螺钉7。之后旋转到指定角度：通过转动后圆板带动前圆板1、轴15和转子一同转过φ角。由于指针6指向的前圆板1侧面有刻度，当转动到φ角时停止转动，由于激光束与指针在同一平面内，因此激光束在转子上的指示位置也为φ角的位置。

另外，激光发射器9可以在竖直平面内摆动，因此无论转子直径多大，都可以将激光束照射在转子的周向边缘位置处，从而指示试验人员进行加重或去重处理。工作结束后，向前圆板1方向拨动金属弹簧片13上的圆柱形拨杆，将金属弹簧片13的倾斜部分从后圆板5的凹槽中拨出，金属弹簧片13不阻止后圆板5反向转动，涡卷弹簧20反向放松，后圆板5在涡卷弹簧20的带动下反向旋转，后圆板5与前圆板1之间产生相对转动，三个夹爪4沿后圆板5与前圆板1的滑槽向远离中心的方向移动，解除夹紧。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种平衡机辅助角度定位仪，包括：前圆板、夹爪、后圆板、指针、支撑架、激光发射器、激光发射器支架、竖直光轴、金属弹簧片、轴、涡卷弹簧，其特征在于：所述前圆板和所述后圆板为直径相同的两个圆板，所述前圆板的滑槽为三个沿圆周向等分成120°的直线滑槽，并且前圆板的外侧端平面沿周向写有刻度，所述后圆板的滑槽为三个沿圆周向等分成120°的曲线型滑槽，在后圆板靠近前圆板的一侧沿圆周方向分布360个凹槽，每两个相邻的凹槽之间角度为1°；金属弹簧片通过螺纹连接固定在前圆板的靠近后圆板一侧的端面上，前圆板与后圆板之间由推力轴承进行定位，前圆板与轴之间通过键连接，前圆板的外侧端平面用六角螺钉A和垫片A进行紧固，后圆板与轴之间由滚动轴承连接，三个夹爪分别穿过前圆板和后圆板的滑槽中，其中夹爪的夹持部分暴露在前圆板的外侧端平面，夹爪的杆件部分的棱柱段与前圆板间隙配合，圆柱段插入后圆板的滑槽中，其中圆柱段设有螺纹孔，在后圆板的后面通过六角螺钉D、垫片B紧固；涡卷弹簧的外壳通过六角螺钉E连接在后圆板上，涡卷弹簧套在轴上，涡卷弹簧的里端固定在轴上，外端固定在外壳上，涡卷弹簧的外壳后面与支撑架上部圆柱段端面紧贴在一起；轴插在支撑架上部的圆筒中，轴尾部伸出的部分套上轴端垫片，并且在轴端垫片中心圆孔的周围通过六角螺钉C将其紧固在支撑架上，锁紧螺钉与支撑架上部的圆柱段中间位置有螺纹联接，在支撑架上部的圆柱段的前端和后端分别套上一个导轨滑块，导轨滑块设有三个通孔，靠近后圆板的导轨滑块的中间孔中插入指针，远离后圆板的导轨滑块的中间孔中插入激光发射器支架，两个导轨滑块的中间孔中有凹槽，指针和激光发射器支架的插入部分有凸起，激光发射器支架的顶部水平杆上套有激光发射器，两者为过渡配合。

2.根据权利要求1所述的平衡机辅助角度定位仪，其特征在于：还包括支撑架底板，所述支撑架底板中央有一圆柱结构，圆柱结构通过螺纹与高度调节螺母连接，高度调节螺母在支撑架的竖直支撑部分下端的中间位置空缺处，支撑架竖直部分中间位置处设有圆柱孔结构，其与支撑架底板中间的圆柱进行配合，支撑架底部支撑板上四个角处有圆孔，将四个圆孔与支撑架底板上靠近中间圆柱部分的四个圆孔对齐，同时还与两个导轨滑块上两侧的圆孔对齐，将四根竖直光轴依次插入导轨滑块、支撑架以及支撑架底板的对应的孔中，使得整个夹具部分以及竖直升降部分不会发生转动，支撑架底板的每一侧分别有四个孔，使用时通过六角螺钉B与丝杠—滑台结构相连接。

3.根据权利要求1所述的平衡机辅助角度定位仪，其特征在于：所述金属弹簧片为弹性板体结构，分为水平部分和倾斜部分，其中水平部分设有两圆孔，用来进行螺纹连接将其固定在前圆板的靠近后圆板一侧的端面上，倾斜部分顶端卡在后圆板的凹槽中。

4.根据权利要求3所述的平衡机辅助角度定位仪，其特征在于：在倾斜部分一侧还设有圆柱形拨杆。