CN110346086A - 一种适用于自驱动叶轮转子的动平衡机及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于自驱动叶轮转子的动平衡机及其使用方法，包括基座，基座上设有测试支架，测设支架通过弹簧片与基座相连；所述测设支架上固定安装带自驱动机构的叶轮转子，测试支架一侧设有振动传感器；所述基座上还安装有测速传感器和激光去料装置，两者位于叶轮转子端面一侧；还包括主控模块，主控模块接收振动传感器、测速传感器的数据后，控制激光去料装置工作。本发明能自动精准测试高速精密微型铝质叶轮转子的微小不平衡量，该不平衡量为毫克级；采用激光去料装置去除微型铝质叶轮转子上的微小不平衡量，激光去料的方式不会使叶轮转子受力，也不会磨损叶轮转子，保证叶轮转子最终的平衡效果。

Description

一种适用于自驱动叶轮转子的动平衡机及其使用方法

技术领域

本发明属于平衡机技术领域，特别涉及一种适用于自驱动叶轮转子的动平衡机及其使用方法。

背景技术

平衡机是用于测定转子不平衡的仪器，用动平衡机测量结果对转子的不平衡量进行校正，使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动减少到允许的范围内，以达到减少振动、改善性能和提高产品质量的目的。一个不平衡的转子在其旋转过程中对其支承结构和转子本身产生一个压力，并导致振动。因此，对转子的动平衡是十分必须的，平衡机就是对转子在旋转状态下进行动平衡较验。动平衡的作用是：提高转子及其构成的产品质量，减小噪声，减小振动，提高支承部件(轴承)的使用寿命，降低使用者的不舒适感，降低产品的功耗。

现有的平衡机上一般设有拖动转子的驱动机构，例如通过电机、皮带轮去拖动转子，驱使转子旋转后，从而测试出不平衡点和不平衡量。但是平衡机上的驱动机构与转子的配合过程中，会出现关联误差，导致平衡机上测试出来的转子的不平衡量出现误差，从而最终影响转子的平衡结果。

同时，现有去除转子不平衡量一般采用机械方式，根据平衡机上测算出来的转子上不平衡点的位置，以及需要去除的不平衡量，用钻孔、铣削或磨削机械去料的方式将不平衡量去除，使得转子保证旋转平衡。但是，这些机械去料方式往往会使转子受力，并出现磨损现象，从而影响转子的旋转平衡。且现有的去料方法无法做到特别精确的地步，不适用于对微型的转子进行去料。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于自驱动叶轮转子的动平衡机及其使用方法，更加精细地测试高速旋转的微型叶轮转子的平衡，并在叶轮转子不受力的情况下实现自动去料。

为此，本发明的第一个技术方案是：一种适用于自驱动叶轮转子的动平衡机， 其特征在于：包括基座，基座上设有测试支架，测设支架悬空设置，并通过弹簧片与基座相连；所述测设支架上固定安装带自驱动机构的叶轮转子，即叶轮转子安装在微型电机的旋转轴上，微型电机固定安装在测设支架上；所述基座上安装有振动传感器，位于测试支架一侧；所述基座上还安装有测速传感器和激光去料装置，两者位于叶轮转子端面一侧；还包括主控模块，主控模块接收振动传感器、测速传感器的数据后，控制激光去料装置工作。

进一步地，所述微型电机为转速大于11万转/分钟、功率大于115W且外径小于16mm的电机，而叶轮转子的转速大于10万转/分钟，叶轮外径小于25mm，且重量小于2克。

进一步地，所述基座上设有移动导轨，测速传感器安装在测速气缸上，测速气缸置于移动导轨上，可相对测设支架移动。

进一步地，所述激光去料装置安装在激光移动机构上，激光移动机构固定在基座上。

本发明的第二个技术方案是：一种适用于自驱动叶轮转子的动平衡机的使用方法，其特征在于：叶轮转子安装在微型电机的旋转轴上，将微型电机固定安装在测设支架上，叶轮转子由微型电机驱动后开始旋转，旋转过程中，若叶轮转子存在不平衡量，会带动测设支架摆动，与振动传感器之间距离发生变化，振动传感器将检测到振动信息传送给主控模块，同时测速传感器将测得的转子转速信息传送给主控模块，主控模块根据振动信息与转速信息计算出叶轮转子的不平衡量，包括不平衡量的质量大小以及所处的位置信息；并将这些技术参数信息，发送给激光去料装置，激光去料装置自动从待工位进入到工作位，对叶轮转子上的不平衡量进行精准去除。

进一步地，包括以下步骤：

1）将安装了叶轮转子的微型电机固定安装在测设支架上，控制模块控制微型电机工作，叶轮转子开始高速旋转；

2）旋转过程中，悬空设置的测设支架受叶轮转子不平衡影响，开始摆动，远离或靠近侧面的振动传感器，振动传感器将这距离变化转换为振动信息，并传送给主控模块；

3）同时，主控模块驱使测速气缸带动测速传感器进入工作位，即测速传感器对准叶轮转子，检测叶轮转子的转速并传送给主控模块；

4）主控模块接收到振动信息与转速后，计算出叶轮转子的不平衡量，将不平衡点的位置以及去除量大小发送至激光去料装置，同时控制微型电机停止工作，且测速传感器退出工作位；

5）激光去料装置进入工作位，并根据主控模块的信息找准叶轮转子上不平衡点的位置，随后，激光去料装置的激光头对叶轮转子进行精准去料；

6）去料后，激光去料装置退出工作位，控制模块控制微型电机工作，叶轮转子开始高速旋转，主控模块接收振动传感器的振动信息，如果振动处于允许范围内，则叶轮转子处于平衡状态。

本发明能自动精准测试高速精密微型铝质叶轮转子的微小不平衡量，该不平衡量为毫克级；叶轮转子采用了自驱动方式，安装在高速精密微型电机的旋转轴上，避免了普通平衡机中驱动机构带动转子旋转测试出现的中间关联误差；采用激光去料装置去除微型铝质叶轮转子上的微小不平衡量，激光去料的方式不会使叶轮转子受力，也不会磨损叶轮转子，保证叶轮转子最终的平衡效果。

附图说明

以下结合附图和本发明的实施方式来作进一步详细说明

图1、图2为本发明的结构示意图。

图中标记为：基座1、测试支架2、夹持组件21、弹簧片3、微型电机4、振动传感器5、测速传感器6、测速气缸7、激光去料装置8、激光移动机构9、叶轮转子10、立柱11。

具体实施方式

参见附图。本实施例所述的动平衡机，包括基座1，基座上设有四个立柱11，测试支架2的四个端点通过弹簧片3与立柱11相连，悬空设置在基座1上，当测试支架2受力时会摆动；所述测设支架上设有安放转子的凹槽，以及固定转子的夹持组件21；叶轮转子10安装在高速、精密、微型电机4的旋转轴上，微型电机4放在测设支架2的凹槽内，并由夹持组件固定；所谓高速、精密、微型电机即转速大于11万转/分钟、功率大于115W且外径小于16mm的电机，安装其上的叶轮转子转速大于10万转/分钟，叶轮外径小于25mm，且重量小于2克。

所述基座1上安装有振动传感器5，振动传感器5位于测试支架2侧面，该侧面为叶轮转子转动后带动测试支架摆动方向的一侧，从而振动传感器可以通过两者的距离变化来检测到叶轮转子的不平衡。

所述基座上还安装有测速传感器6，测速传感器6安装在测速气缸7上，测速气缸7置于基座的移动导轨上，可相对测设支架2移动，从而带动测速传感器6进入工作位或退出，处于工作位时，测速传感器对准叶轮转子10的端面。测速传感器可以测算叶轮转子的转速，与振动传感器测得的数据结合，可以得出叶轮转子的不平衡量，包括不平衡点的位置以及去除量。

所述基座上还安装有激光去料装置8，激光去料装置8安装在激光移动机构9上。激光去料装置8受激光移动机构9驱动，可以进入激光工作位或退出，同时对准叶轮转子端面的不平衡点。

本实施例还包括主控模块，主控模块通过微型电机的驱动模块控制叶轮转子旋转，可以接收振动传感器、测速传感器的数据并计算出叶轮转子的不平衡量，包括不平衡点的位置以及质量大小，还可以通过激光控制模块来控制激光去料装置进行去料工作。

工作时：

1）手动将安装了叶轮转子的微型电机4固定安装到测设支架2上，控制模块控制微型电机4工作，叶轮转子10开始高速旋转；

2）旋转过程中，悬空设置的测设支架2受叶轮转子10的不平衡影响，开始摆动，远离或靠近侧面的振动传感器5，振动传感器将这距离变化转换为振动信息，并传送给主控模块；

3）同时，主控模块驱使测速气缸7带动测速传感器6进入工作位，即测速传感器6对准叶轮转子10的端面，检测叶轮转子的转速并传送给主控模块；

4）主控模块接收到振动信息与转速后，将叶轮转子的不平衡量，即不平衡点的位置以及去除质量大小发送至激光去料装置8，同时控制微型电机4停止工作，且测速传感器6退出工作位；

5）激光去料装置8进入工作位，并根据主控模块的信息找准叶轮转子10端面上不平衡点的位置，随后，激光去料装置8的激光头对叶轮转子进行去料；

6）去料后，激光去料装置8退出工作位；开始校验叶轮转子10的平衡性：控制模块控制微型电机4工作，叶轮转子10开始高速旋转，主控模块接收振动传感器5的检测结构，如果振动处于允许范围内，则叶轮转子处于平衡状态；如果超过允许范围，则再重复上述去料工作。

Claims (6)

1.一种适用于自驱动叶轮转子的动平衡机，其特征在于：包括基座，基座上设有测试支架，测设支架悬空设置，并通过弹簧片与基座相连；所述测设支架上固定安装带自驱动机构的叶轮转子，即叶轮转子安装在微型电机的旋转轴上，微型电机固定安装在测设支架上；所述基座上安装有振动传感器，位于测试支架一侧；所述基座上还安装有测速传感器和激光去料装置，两者位于叶轮转子端面一侧；还包括主控模块，主控模块接收振动传感器、测速传感器的数据后，控制激光去料装置工作。

2.如权利要求1所述的一种适用于自驱动叶轮转子的动平衡机， 其特征在于：所述微型电机为转速大于11万转/分钟、功率大于115W且外径小于16mm的电机，而叶轮转子的转速大于10万转/分钟，叶轮外径小于25mm，且重量小于2克。

3.如权利要求1所述的一种适用于自驱动叶轮转子的动平衡机， 其特征在于：所述基座上设有移动导轨，测速传感器安装在测速气缸上，测速气缸置于移动导轨上，可相对测设支架移动。

4.如权利要求1所述的一种适用于自驱动叶轮转子的动平衡机， 其特征在于：所述激光去料装置安装在激光移动机构上，激光移动机构固定在基座上。

5.一种权利要求1~4任一项所述动平衡机的使用方法，其特征在于：叶轮转子安装在微型电机的旋转轴上，将微型电机固定安装在测设支架上，叶轮转子由微型电机驱动后开始旋转，旋转过程中，若叶轮转子存在不平衡量，会带动测设支架摆动，与振动传感器之间距离发生变化，振动传感器将检测到振动信息传送给主控模块，同时测速传感器将测得的转子转速信息传送给主控模块，主控模块根据振动信息与转速信息计算出叶轮转子的不平衡量，包括不平衡量的质量大小以及所处的位置信息；并将这些技术参数信息，发送给激光去料装置，激光去料装置自动从待工位进入到工作位，对叶轮转子上的不平衡量进行精准去除。

6.如权利要求5所述的动平衡机的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将安装了叶轮转子的微型电机固定安装在测设支架上，控制模块控制微型电机工作，叶轮转子开始高速旋转；

2）旋转过程中，悬空设置的测设支架受叶轮转子不平衡影响，开始摆动，远离或靠近侧面的振动传感器，振动传感器将这距离变化转换为振动信息，并传送给主控模块；

3）同时，主控模块驱使测速气缸带动测速传感器进入工作位，即测速传感器对准叶轮转子，检测叶轮转子的转速并传送给主控模块；

4）主控模块接收到振动信息与转速后，计算出叶轮转子的不平衡量，将不平衡点的位置以及去除量大小发送至激光去料装置，同时控制微型电机停止工作，且测速传感器退出工作位；

5）激光去料装置进入工作位，并根据主控模块的信息找准叶轮转子上不平衡点的位置，随后，激光去料装置的激光头对叶轮转子进行精准去料；

6）去料后，激光去料装置退出工作位，控制模块控制微型电机工作，叶轮转子开始高速旋转，主控模块接收振动传感器的振动信息，如果振动处于允许范围内，则叶轮转子处于平衡状态。