CN112113706A - 一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置，包括转盘和加重框，所述转盘的正面外层设置有第一安装孔，且转盘的正面中层安置有第二安装孔，所述转盘的正面中部安装有第一转轴，本发明的有益效果是：第一安装孔，其与第二安装孔分别排列在转盘正面外侧及中部，既可以增加转盘的上端摆锤的安装数量，可以根据旋转机械的平衡性要求来进行安装，也可以改变摆锤在转盘上的安装位置，即改变摆锤与转盘中心点的距离，可以根据旋转机械的规格来选择安装，防止摆锤距离转盘的中心点距离较远，导致摆锤的外侧与旋转机械撞击，也可以在不会撞击的前提下，使摆锤安装到第一安装孔，增大与转盘中心点的距离，距离越远产生的振幅较小。

Description

一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置

原案申请号：2018111998024

原案申请日：2018年10月16日

原案申请人：东莞理工学院

原案申请名称：一种旋转机械用低摩擦高减震的摆锤式自动平衡装置。

技术领域

本发明涉及旋转机械用摆锤式自动平衡装置技术领域，具体为一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置。

背景技术

旋转机械在运动的过程中，需要依靠自动平衡装置来维持的它的平衡运动，旋转机械中常用的是摆锤式自动平衡装置，摆锤式自动平衡装置利用了转子的自动定心原理，摆锤式自动平衡装置在高速状态下能很好地起到平衡作用。

现有的旋转机械用摆锤式自动平衡装置在低速下或亚临界的状态下加剧了偏心的程度，使振子系统的振幅增加，降低旋转机械的平衡性，所以限定了摆锤式自动平衡装置的使用范围，且摆锤式自动平衡装置内的摆锤运动过程中，遇到的阻力也会影响转速及降低亚临界的决定性参数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置，以解决上述背景技术中提出的现有的旋转机械用摆锤式自动平衡装置在低速下或亚临界的状态下加剧了偏心的程度，使振子系统的振幅增加，降低旋转机械的平衡性，所以限定了摆锤式自动平衡装置的使用范围，且摆锤式自动平衡装置内的摆锤运动过程中，遇到的阻力也会影响转速及降低亚临界的决定性参数的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置，包括转盘和加重框，所述转盘的正面外层设置有第一安装孔，且转盘的正面中层安置有第二安装孔，所述转盘的正面中部安装有第一转轴，且转盘的正面两侧设置有摆锤，所述摆锤的正面靠近转盘中心线的一侧安置有第二转轴，所述转盘的正面中层固定有滑槽，所述滑槽的内部镶嵌有第一钢珠，所述转盘的正面上端中部连接有偏心质量圆柱，且转盘的内部设置有通槽，所述加重框安置于转盘的下端左侧，且加重框的内部安装有加重基石。

优选的，所述第一安装孔与第二安装孔的形状相同，且第一安装孔与第二安装孔均匀排列在转盘的正面。

优选的，所述第一钢珠与滑槽之间为滑动连接，且滑槽呈环形状结构。

优选的，所述通槽等距离排列在转盘的内部，且转盘的两侧呈尖状结构。

优选的，所述第二转轴的内壁镶嵌有第二钢珠，且第二钢珠靠近第二转轴中心线的一端连接有第一钢圈，所述加重基石设置于转盘远离偏心质量圆柱的一端下侧，且加重基石与加重框之间为固定连接。

优选的，所述第一钢圈的内壁设置有第三钢珠，且第三钢珠靠近第二转轴中心点的一端安装有第二钢圈，所述摆锤的内部设置有螺栓，且螺栓的正面上端固定有垫片，所述第二钢圈通过第三钢珠与第一钢圈构成转动结构，且第一钢圈通过第二钢珠与第二转轴构成转动结构。

优选的，所述垫片的下端安置有上轴套，且上轴套的下方外接有下轴套，所述螺栓的正面下端镶嵌有螺母，所述转盘的上端两侧连接有支撑块，且支撑块的内部设置有内槽，所述内槽的内部安装有第四钢珠，所述第四钢珠通过内槽与支撑块构成滚动结构，且第四钢珠与摆锤之间为滑动连接。

优选的，所述上轴套的上下端两侧固定有凸柱，所述第二钢圈的内部上下端两侧安置有第一凹槽，所述垫片的内部镶嵌有第二凹槽，所述凸柱与第一凹槽之间为活动连接，且凸柱与第二凹槽之间为活动连接。

优选的，所述垫片的内部两侧设置有预留孔，所述预留孔的高度与垫片的高度相同，且预留孔与第二转轴呈平行结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过第一安装孔，其与第二安装孔分别排列在转盘正面外侧及中部，既可以增加转盘的上端摆锤的安装数量，可以根据旋转机械的平衡性要求来进行安装，也可以改变摆锤在转盘上的安装位置，即改变摆锤与转盘中心点的距离，可以根据旋转机械的规格来选择安装，防止摆锤距离转盘的中心点距离较远，导致摆锤的外侧与旋转机械撞击，也可以在不会撞击的前提下，使摆锤安装到第一安装孔，增大与转盘中心点的距离，距离越远产生的振幅较小。

2、本发明通过第一钢珠，其在转盘高速转动的状态下，在滑槽内活动，受离心力和切向惯性力的作用，能够在在亚临界加速阶段进入到过临界转速以后自动远离偏心质量圆柱，迅速接近平衡位置，起到自动平衡的作用，使该摆锤式自动平衡装置过临界状态后有较好的减振效益。

3、本发明通过通槽，其可以在摆锤快速摆动时，使摆锤前段的气流从摆锤的内部穿过，且摆锤的两侧呈尖状，则可以使摆锤快速摆动时受到的阻力减小，避免气流对摆锤产生较大的阻力，这样可以使该装置的低速数值及亚临界参数提高，则使该装置在旋转机械在一定的低速和亚临界的状态下也能够起到平衡作用。

4、本发明通过加重基石，其增加摆锤远离偏心质量圆柱的一侧的重力，使重力和质心力偏离偏心质量圆柱，则使转盘在即将进入高速时的转动下，摆锤受到惯性作用，提前偏离偏心质量圆柱，起到减小原始偏心距的作用，使该装置能够低速状态下能够提前进入到平衡，并减小该装置产生的振动。

5、本发明通过第二钢圈，其在转盘转动时，沿着第三钢珠在第一钢圈上转动，而第一钢圈沿着第二钢珠在第二转轴上转动，使摆锤沿着第二转轴转动时的摩擦力大大减小，使摆锤的摆动速度增加，且第二转轴整体能够利用第二钢珠跟随摆锤进行一定的转动，则可以降低第二转轴与摆锤之间产生摩擦及磨损。

6、本发明通过第四钢珠，其可以和支撑块可以对摆动的摆锤进行支撑，防止摆锤的重心点处于外侧，导致摆锤被铰接的一端与铰接组件之间的相互作用力增大，避免摆锤与铰接组件之间产生一定的摩擦，并防止在高速转动下产生震动，且第四钢珠可以跟随摆锤转动时在内槽内转动，则在对摆锤进行支撑的同时，不会对摆锤的下端产生磨损。

7、本发明通过预留孔，其设置在垫片的内部，并正对第二转轴及第一钢圈，则可以方便从预留孔内对第二转轴和第一钢圈的内部进行调节润滑油，而不用将螺栓及其它组件拆卸下来进行添加，且添加润滑油使摆锤的转速更快，受到的摩擦阻力减小。

附图说明

图1为本发明一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置的结构示意图；

图2为本发明一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置的摆锤右视结构示意图；

图3为本发明一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置的第二转轴内部结构示意图；

图4为本发明一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置的转盘正面结构示意图；

图5为本发明一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置的支撑块放大结构示意图；

图6为本发明一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置的上轴套与第二钢圈连接结构示意图。

图中：1、转盘；2、第一安装孔；3、第二安装孔；4、第一转轴；5、摆锤；6、第二转轴；7、滑槽；8、第一钢珠；9、偏心质量圆柱；10、通槽；11、加重框；12、加重基石；13、第二钢珠；14、第一钢圈；15、第三钢珠；16、第二钢圈；17、螺栓；18、垫片；19、上轴套；20、下轴套；21、螺母；22、支撑块；23、内槽；24、第四钢珠；25、凸柱；26、第一凹槽；27、第二凹槽；28、预留孔。

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1-6，本发明提供一种技术方案：一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置，包括转盘1、第一安装孔2、第二安装孔3、第一转轴4、摆锤5、第二转轴6、滑槽7、第一钢珠8、偏心质量圆柱9、通槽10、加重框11、加重基石12、第二钢珠13、第一钢圈14、第三钢珠15、第二钢圈16、螺栓17、垫片18、上轴套19、下轴套20、螺母21、支撑块22、内槽23、第四钢珠24、凸柱25、第一凹槽26、第二凹槽27和预留孔28，转盘1的正面外层设置有第一安装孔2，且转盘1的正面中层安置有第二安装孔3，第一安装孔2与第二安装孔3的形状相同，且第一安装孔2与第二安装孔3均匀排列在转盘1的正面，第一安装孔2与第二安装孔3分别排列在转盘1正面外侧及中部，既可以增加转盘1的上端摆锤5的安装数量，可以根据旋转机械的平衡性要求来进行安装，也可以改变摆锤5在转盘1上的安装位置，即改变摆锤5与转盘1中心点的距离，可以根据旋转机械的规格来选择安装，防止摆锤5距离转盘1的中心点距离较远，导致摆锤5的外侧与旋转机械撞击，也可以在不会撞击的前提下，使摆锤5安装到第一安装孔2，增大与转盘1中心点的距离，距离越远产生的振幅较小。

转盘1的正面中部安装有第一转轴4，且转盘1的正面两侧设置有摆锤5，摆锤5的正面靠近转盘1中心线的一侧安置有第二转轴6，转盘1的正面中层固定有滑槽7，滑槽7的内部镶嵌有第一钢珠8，第一钢珠8与滑槽7之间为滑动连接，且滑槽7呈环形状结构，第一钢珠8在转盘1高速转动的状态下，在滑槽7内活动，受离心力和切向惯性力的作用，能够在在亚临界加速阶段进入到过临界转速以后自动远离偏心质量圆柱9，迅速接近平衡位置，起到自动平衡的作用，使该摆锤式自动平衡装置过临界状态后有较好的减振效益，转盘1的正面上端中部连接有偏心质量圆柱9，且转盘1的内部设置有通槽10，通槽10等距离排列在转盘1的内部，且转盘1的两侧呈尖状结构，通槽10可以在摆锤5快速摆动时，使摆锤5前段的气流从摆锤5的内部穿过，且摆锤5的两侧呈尖状，则可以使摆锤5快速摆动时受到的阻力减小，避免气流对摆锤5产生较大的阻力，这样可以使该装置的低速数值及亚临界参数提高，则使该装置在旋转机械在一定的低速和亚临界的状态下也能够起到平衡作用。

加重框11安置于转盘1的下端左侧，且加重框11的内部安装有加重基石12，第二转轴6的内壁镶嵌有第二钢珠13，且第二钢珠13靠近第二转轴6中心线的一端连接有第一钢圈14，加重基石12设置于转盘1远离偏心质量圆柱9的一端下侧，且加重基石12与加重框11之间为固定连接，加重基石12增加摆锤5远离偏心质量圆柱9的一侧的重力，使重力和质心力偏离偏心质量圆柱9，则使转盘1在即将进入高速时的转动下，摆锤5受到惯性作用，提前偏离偏心质量圆柱9，起到减小原始偏心距的作用，使该装置能够低速状态下能够提前进入到平衡，并减小该装置产生的振动，第一钢圈14的内壁设置有第三钢珠15，且第三钢珠15靠近第二转轴6中心点的一端安装有第二钢圈16，摆锤5的内部设置有螺栓17，且螺栓17的正面上端固定有垫片18，第二钢圈16通过第三钢珠15与第一钢圈14构成转动结构，且第一钢圈14通过第二钢珠13与第二转轴6构成转动结构，第二钢圈16在转盘1转动时，沿着第三钢珠15在第一钢圈14上转动，而第一钢圈14沿着第二钢珠13在第二转轴6上转动，使摆锤5沿着第二转轴6转动时的摩擦力大大减小，使摆锤5的摆动速度增加，且第二转轴6整体能够利用第二钢珠13跟随摆锤5进行一定的转动，则可以降低第二转轴6与摆锤5之间产生摩擦及磨损。

垫片18的下端安置有上轴套19，且上轴套19的下方外接有下轴套20，螺栓17的正面下端镶嵌有螺母21，转盘1的上端两侧连接有支撑块22，且支撑块22的内部设置有内槽23，内槽23的内部安装有第四钢珠24，第四钢珠24通过内槽23与支撑块22构成滚动结构，且第四钢珠24与摆锤5之间为滑动连接，第四钢珠24可以和支撑块22可以对摆动的摆锤5进行支撑，防止摆锤5的重心点处于外侧，导致摆锤5被铰接的一端与铰接组件之间的相互作用力增大，避免摆锤5与铰接组件之间产生一定的摩擦，并防止在高速转动下产生震动，且第四钢珠24可以跟随摆锤5转动时在内槽23内转动，则在对摆锤5进行支撑的同时，不会对摆锤5的下端产生磨损，上轴套19的上下端两侧固定有凸柱25，第二钢圈16的内部上下端两侧安置有第一凹槽26，垫片18的内部镶嵌有第二凹槽27，凸柱25与第一凹槽26之间为活动连接，且凸柱25与第二凹槽27之间为活动连接，凸柱25能够插入到第一凹槽26内，则可以使上轴套19和下轴套20可以与第二钢圈16对接时，能够更好对第二钢圈16进行更精准的对接与固定，使摆锤5、第二转轴6及第一钢圈14在外侧进行更好的转动，垫片18的内部两侧设置有预留孔28，预留孔28的高度与垫片18的高度相同，且预留孔28与第二转轴6呈平行结构，预留孔28设置在垫片18的内部，并正对第二转轴6及第一钢圈14，则可以方便从预留孔28内对第二转轴6和第一钢圈14的内部进行调节润滑油，而不用将螺栓17及其它组件拆卸下来进行添加，且添加润滑油使摆锤5的转速更快，受到的摩擦阻力减小。

本实施例的工作原理：该旋转机械用低摩擦高减震的摆锤式自动平衡装置，首先根据旋转机械的规格来选择两个摆锤5在转盘1上的安装位置，防止摆锤5距离转盘1的中心点距离较远，导致摆锤5的外侧与旋转机械撞击，也可以在不会与旋转机械撞击的前提下，使摆锤5安装到第一安装孔2，增大与转盘1中心点的距离，距离越远产生的振幅较小，安装时，将上轴套19和下轴套20分别对准上端的垫片18和下端的垫片18，并分别插入到两个垫片18内部，将下端的垫片18和下轴套20放置在转盘1的第二安装孔3上，将摆锤5内的第二钢圈16对准下轴套20，使两者连接在一起，再将上轴套19对准第二钢圈16的上端，再插入螺栓17，将摆锤5铰接在转盘1上，再通过第一转轴4将该装置整体安装到旋转机械上，在旋转机械从低速状态进入到高速状态的过程中，转盘1沿着第一转轴4进行转动，而转盘1上端两侧的摆锤5在转盘1转动时受到离心力和惯性力作用沿着第二转轴6转动，而第二转轴6沿着第二钢珠13在第一钢圈14上转动，第一钢圈14在沿着第三钢珠15在第二钢圈16上转动，则使摆锤5沿着第二转轴6转动时的摩擦力大大减小，使摆锤5的摆动速度增加，且第二转轴6整体能够利用第二钢珠13跟随摆锤5进行一定的转动，则可以降低第二转轴6与摆锤5之间产生摩擦及磨损，而转盘1内的滑槽7内的第一钢珠8也开摆动起来，第一钢珠8受离心力和切向惯性力的作用，能够在在亚临界加速阶段进入到过临界转速以后自动远离偏心质量圆柱9，迅速接近平衡位置，起到自动平衡的作用，使该摆锤式自动平衡装置过临界状态后有较好的减振效益，摆锤5摆动时，由于摆锤5的两端呈尖状性，减小摆动使受到的气流阻力，且气流从摆锤5内的通槽10内穿过，这样可以使该装置的低速数值及亚临界参数提高，则使该装置在旋转机械在一定的低速和亚临界的状态下也能够起到平衡作用，且摆锤5受加重基石12的作用，重心和质心偏离偏心质量圆柱9，则使转盘1在即将进入高速时的转动下，摆锤5受到惯性作用，提前偏离偏心质量圆柱9，起到减小原始偏心距的作用，使该装置能够低速状态下能够提前进入到平衡，并减小该装置产生的振动，当进入到过临界和高速状态时，该装置进入到最大化的平衡状态，则对旋转机械起到最大化的平衡作用。

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 (7)

1.一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置，包括转盘（1）和加重框（11），其特征在于：所述转盘（1）的正面外层设置有第一安装孔（2），且转盘（1）的正面中层安置有第二安装孔（3），所述转盘（1）的正面中部安装有第一转轴（4），且转盘（1）的正面两侧设置有摆锤（5），所述摆锤（5）的正面靠近转盘（1）中心线的一侧安置有第二转轴（6），所述转盘（1）的正面上端中部连接有偏心质量圆柱（9），且转盘（1）的内部设置有通槽（10），所述加重框（11）安置于转盘（1）的下端左侧，且加重框（11）的内部安装有加重基石（12）, 所述加重基石（12）设置于转盘（1）远离偏心质量圆柱（9）的一端下侧，且加重基石（12）与加重框（11）之间为固定连接，所述第一安装孔（2）与第二安装孔（3）的形状相同，且第一安装孔（2）与第二安装孔（3）均匀排列在转盘（1）的正面，所述通槽（10）等距离排列在转盘（1）的内部，且转盘（1）的两侧呈尖状结构。

2.根据权利要求1所述的一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置，其特征在于：所述转盘（1）的正面中层固定有滑槽（7），所述滑槽（7）的内部镶嵌有第一钢珠（8），所述第一钢珠（8）与滑槽（7）之间为滑动连接，且滑槽（7）呈环形状结构。

3.根据权利要求1所述的一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置，其特征在于：所述第二转轴（6）的内壁镶嵌有第二钢珠（13），且第二钢珠（13）靠近第二转轴（6）中心线的一端连接有第一钢圈（14）。

4.根据权利要求3所述的一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置，其特征在于：所述第一钢圈（14）的内壁设置有第三钢珠（15），且第三钢珠（15）靠近第二转轴（6）中心点的一端安装有第二钢圈（16），所述摆锤（5）的内部设置有螺栓（17），且螺栓（17）的正面上端固定有垫片（18），所述第二钢圈（16）通过第三钢珠（15）与第一钢圈（14）构成转动结构，且第一钢圈（14）通过第二钢珠（13）与第二转轴（6）构成转动结构。

5.根据权利要求4所述的一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置，其特征在于：所述垫片（18）的下端安置有上轴套（19），且上轴套（19）的下方外接有下轴套（20），所述螺栓（17）的正面下端镶嵌有螺母（21），所述转盘（1）的上端两侧连接有支撑块（22），且支撑块（22）的内部设置有内槽（23），所述内槽（23）的内部安装有第四钢珠（24），所述第四钢珠（24）通过内槽（23）与支撑块（22）构成滚动结构，且第四钢珠（24）与摆锤（5）之间为滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置，其特征在于：所述上轴套（19）的上下端两侧固定有凸柱（25），所述第二钢圈（16）的内部上下端两侧安置有第一凹槽（26），所述垫片（18）的内部镶嵌有第二凹槽（27），所述凸柱（25）与第一凹槽（26）之间为活动连接，且凸柱（25）与第二凹槽（27）之间为活动连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于旋转机械的摆锤式平衡装置，其特征在于：所述垫片（18）的内部两侧设置有预留孔（28），所述预留孔（28）的高度与垫片（18）的高度相同，且预留孔（28）与第二转轴（6）呈平行结构。

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