CN110578703A - 一种调整磁悬浮涡轮分子泵动平衡的新方法 - Google Patents

一种调整磁悬浮涡轮分子泵动平衡的新方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种调整磁悬浮涡轮分子泵动平衡的新方法，启动电机升速至预定的平衡转速ω并稳定后，分别记录第一平衡面和第二平衡面处的初始不平衡量幅值和相位；关机使转子转速降为零后，在第一平衡面上加试重m；启动电机升速至预定的平衡转速ω并稳定后，分别记录第一平衡面和第二平衡面处加试重m后的不平衡量幅值和相位；分别计算出第一平衡面和第二平衡面处所需的平衡质量和相位；同时，计算出顶部第一平衡面处所需的平衡质量和相位，该发明，在实施过程中，电机的启动和停止次数少，时间短；而且在实施过程中，避免了对不便实施操作的底部第二平衡面进行操作；同时，本发明方法的平衡精度高，可以满足磁悬浮涡轮分子泵整机动平衡的精度要求。

Description

一种调整磁悬浮涡轮分子泵动平衡的新方法
技术领域
本发明涉及真空设备技术领域，具体为一种调整磁悬浮涡轮分子泵动平衡的新方法。
背景技术
随着现代工业的飞速发展，对旋转机械提出了越来越苛刻的性能要求，主要表现在作为机械核心部件的转子要求旋转速度和精度越来越高。由于磁悬浮涡轮分子泵不仅是高精密设备，而且涡轮转子要求在高速下工作，其转子的不平衡引起的振动十分显著，将会影响分子泵的性能和工作环境，严重时可引起破坏，给用户带来极大的安全危害和经济损失。因此，必须对磁悬浮涡轮分子泵的转子进行严格的动平衡。
随着计算机技术、高精度传感技术和精密控制技术的发展，磁悬浮涡轮分子泵动平衡的方法多种多样，但不管采用哪种动平衡方法，都必须包含整机动平衡的方法。国际标准ISO1940-1973(E)“刚体旋转体的平衡精度”中规定，要求平衡精度为G0.4及以上精度的精密转子，必须使用现场动平衡，否则平衡毫无意义。转子现场动平衡又称整机动平衡。
整机动平衡是对转子在其工作状态或接近工作状态下的振动进行检测和分析，推断它在平衡面上的等效不平衡量幅值和相位，以便在平衡面上通过加重或去重的方式减小由不平衡所引起的振动。
整机动平衡包括不平衡量的检测和实施平衡策略两个步骤，对转子进行不平衡量检测是消除转子不平衡的必要途径，不平衡量的检测是实施平衡策略的前提。不平衡的检测就是对来自传感器的不平衡信号进行处理，滤除无用的各次谐波分量、异频分量和各种噪声，取出有用的不平衡分量，并进行解算，最终给出校正面上剩余不平衡量幅值和相位。而实施平衡策略则是在获取校正面上剩余不平衡量幅值和相位后，利用力学相关原理和数据处理技术，求得选定校正面上的最佳校正量，包括校正量的大小和相位。
目前，磁悬浮涡轮分子泵实施平衡策略仍主要通过影响系数法，在实施影响系数法过程中，预设第一平衡面和第二平衡面，两平衡面分别位于涡轮转子的顶部和底部，并在分子泵涡轮转子不拆解状态下和停机时，可以对两个面进行加重或去重操作。启动电机升速至预定的平衡转速ω并稳定后，分别记录第一平衡面和第二平衡面处的初始不平衡量幅值和相位。关机使转子转速降为零后，在第一平衡面上加试重m1。启动电机升速至预定的平衡转速ω并稳定后，分别记录第一平衡面和第二平衡面处加试重m1后的不平衡量幅值和相位，关机使转子转速降为零后，在第二平衡面上加试重m2。启动电机升速至预定的平衡转速ω并稳定后，分别记录第一平衡面和第二平衡面处加试重m2后的不平衡量幅值和相位，关机使转子转速降为零。利用影响系数法根据上述记录数据可以计算出第一平衡面和第二平衡面处所需的平衡质量和相位。
在实施上述平衡策略时，需要多次启动和停止电机，分别对顶部第一平衡面和底部第二平衡面进行加试重操作，不仅时间长，而且对底部第二平衡面操作十分不便，因而这种动平衡实施方法耗时长，步骤繁琐，效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种调整磁悬浮涡轮分子泵动平衡的新方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种调整磁悬浮涡轮分子泵动平衡的新方法，包括以下步骤：
步骤A：启动电机升速至预定的平衡转速ω并稳定后，分别记录第一平衡面和第二平衡面处的初始不平衡量幅值和相位；
步骤B：关机，在第一平衡面上加试重m；
步骤C：启动电机升速至预定的平衡转速ω并稳定后，分别记录第一平衡面和第二平衡面处加试重m后的不平衡量幅值和相位；
步骤D：包括以下步骤：
1)分别计算出第一平衡面和第二平衡面处所需的平衡质量和相位；
2)将第二平衡面处的平衡质量和相位等效到第一平衡面，再与第一平衡面处的平衡质量和相位进行矢量合成和分解后，计算出顶部第一平衡面处所需的平衡质量和相位。
根据上述技术方案，所述步骤B中，关机使转子转速降为零后，再加试重m。
根据上述技术方案，所述步骤D1)中，利用影响系数法，根据上述记录数据分别计算出第一平衡面和第二平衡面处所需的平衡质量和相位。
根据上述技术方案，所述步骤D2)中，根据力和力矩的平移原理，将第二平衡面处的平衡质量和相位等效到第一平衡面。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该调整磁悬浮涡轮分子泵动平衡的新方法，在磁悬浮涡轮分子泵整机动平衡实施过程中，电机的启动和停止次数少，时间短；而且在实施过程中，避免了对不便实施操作的底部第二平衡面进行操作；同时，本发明方法的平衡精度高，可以满足磁悬浮涡轮分子泵整机动平衡的精度要求。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的工艺立流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种调整磁悬浮涡轮分子泵动平衡的新方法，包括以下步骤：
步骤A：启动电机升速至预定的平衡转速ω并稳定后，分别记录第一平衡面和第二平衡面处的初始不平衡量幅值和相位；
步骤B：关机使转子转速降为零后，在第一平衡面上加试重m；
步骤C：启动电机升速至预定的平衡转速ω并稳定后，分别记录第一平衡面和第二平衡面处加试重m后的不平衡量幅值和相位；
步骤D：包括以下步骤：
1)利用影响系数法，根据上述记录数据，分别计算出第一平衡面和第二平衡面处所需的平衡质量和相位；
2)根据力和力矩的平移原理，将第二平衡面处的平衡质量和相位等效到第一平衡面，再与第一平衡面处的平衡质量和相位进行矢量合成和分解后，计算出顶部第一平衡面处所需的平衡质量和相位。
综上所述，本发明综合利用了影响系数法以及力和力矩的平移原理，在分别计算出第一平衡面和第二平衡面处所需的平衡质量和相位后，根据力和力矩的平移原理，将第二平衡面处的平衡质量和相位等效到第一平衡面，再与第一平衡面处的平衡质量和相位进行矢量合成和分解后，计算出顶部第一平衡面处所需的平衡质量和相位。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种调整磁悬浮涡轮分子泵动平衡的新方法，包括以下步骤：其特征在于：
步骤A：启动电机升速至预定的平衡转速ω并稳定后，分别记录第一平衡面和第二平衡面处的初始不平衡量幅值和相位；
步骤B：关机，在第一平衡面上加试重m；
步骤C：启动电机升速至预定的平衡转速ω并稳定后，分别记录第一平衡面和第二平衡面处加试重m后的不平衡量幅值和相位；
步骤D：包括以下步骤：
1)分别计算出第一平衡面和第二平衡面处所需的平衡质量和相位；
2)将第二平衡面处的平衡质量和相位等效到第一平衡面，再与第一平衡面处的平衡质量和相位进行矢量合成和分解后，计算出顶部第一平衡面处所需的平衡质量和相位。
2.根据权利要求1所述的一种调整磁悬浮涡轮分子泵动平衡的新方法，其特征在于：所述步骤B中，关机使转子转速降为零后，再加试重m。
3.根据权利要求1所述的一种调整磁悬浮涡轮分子泵动平衡的新方法，其特征在于：所述步骤D1)中，利用影响系数法，根据上述记录数据分别计算出第一平衡面和第二平衡面处所需的平衡质量和相位。
4.根据权利要求1所述的一种调整磁悬浮涡轮分子泵动平衡的新方法，其特征在于：所述步骤D2)中，根据力和力矩的平移原理，将第二平衡面处的平衡质量和相位等效到第一平衡面。
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