CN112710428A - 一种基于增材的动平衡校正方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种基于增材的动平衡校正方法，包括：在旋转体上的P₁点依次贴片质量M₁、M₂，旋转体质量依次增加M₁、M₂，借助加速度传感器测量贴片前后旋转体达到相同速度时加速度的值a、a₁、a₂；基于质量值和加速度值确定贴片前后旋转体振动力，计算获得贴片前后旋转体质心P₂和质心P₃位置；在P₃点关于圆心O中心对称的P′点贴片，使旋转体质量增加M′，旋转体动平衡校正完毕。本发明还提出使用该方法的动平衡校正设备。该方法通过测量旋转体的振动加速度即可实现校正，传感器和仪器设备简单且操作易行，将各种因素造成的不平衡囊括在内，校正精度和效率高。

Description

一种基于增材的动平衡校正方法及设备

技术领域

本发明涉及一种基于增材的动平衡校正方法及设备。

背景技术

旋转部件的重心偏离旋转轴心会引起旋转机构产生额外的径向力，造成整个设备产生不同程度的振动，轻微的振动会导致机械机构松动，而严重时将导致整个设备损坏甚至危及生命财产安全。动平衡校正通过改变旋转体的质量分布，使质心重新回到轴心位置，从而消除部件的不平衡状态。

现有的动平衡校正往往需要借助大量的传感器和昂贵的测量设备通过复杂的计算方法完成校正，校正的成本和效率都不高。因此，确有必要提出一种简单易行的动平衡校正方法，通过常见的传感器和简单的计算方法对旋转体的动平衡性能进行快速校正。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种基于增材的动平衡校正的方法以及设备，只需要借助传感器和贴片设备通过简单的计算即可实现对旋转体的动平衡性能的快速校正。

一种基于增材的动平衡校正方法及设备，用于校正旋转体的不平衡，所述方法包括：

一种基于增材的动平衡校正方法，其特征在于包括如下步骤：

1)在所述旋转体上的P₁点两次贴片，旋转体质量依次增加M₁、M₂，借助加速度传感器测量贴片前后旋转体达到相同速度时加速度的值a、a₁、a₂；

2)基于步骤1)的质量值和加速度值确定贴片前后旋转体振动力，计算获得贴片前后旋转体质心P₂和质心P₃位置；

3)基于步骤2)的所述质心P₃，在P₃点所在半径上的靠近旋转体边缘的P′点贴片，使旋转体质量增加M′，旋转体动平衡校正完毕。

进一步地，所述步骤1)具体为，测量旋转体以设定速度旋转的振动加速度a；在质量为M的旋转体的P₁点贴片，旋转体质量增加M₁，所述P₁点与旋转体圆心O相距r，测量旋转体以设定速度旋转的振动加速度a₁；在所述P₁点再次贴片，旋转体质量增加M₂，测量旋转体以设定速度旋转的振动加速度a₂。

进一步地，所述步骤2)中振动力通过以下方法计算得出：

增材前旋转体振动力：

F₁＝m·a,

增材M₁后的振动力：

F₂₁＝(m+M₁)·a₁，

增材M₂后的振动力：

F₂₂＝(m+M₁+M₂)·a₂。

进一步地，所述步骤2)中质心P₂的位置通过以下计算得到：

其中，θ为所述P₁点、质心P₂与圆心O所成夹角∠P₁OP₂的值，b为质心P₂与圆心O的距离，根据P₁点位置和相对关系标定质心P₂位置。

进一步地，所述步骤2)中质心P₃的位置通过以下计算得到：

其中，x₃、y₃是以O为原点、以OP₂为x轴直角坐标系中的坐标。

进一步地，所述步骤3)中的贴片校正点P′与质心P₃关于圆心O中心对称，增材质量M′通过以下计算得到：

M′＝m+M₁+M₂。

本发明还提出一种基于增材的动平衡校正设备，包括：动平衡测量装置、贴片校正装置和显示屏；所述动平衡测量装置包括底座、立杆、L型连接架、加速度传感器、待测旋转体和激光测速器；所述立杆竖直放置与所述底座连接，立杆上安装所述L型连接架，其上安装所述加速度传感器，其下为所述待测旋转体安装位置且旋转体内部由无刷电机驱动旋转，其右侧边缘安装有所述激光测速器；所述贴片校正装置包括夹具、待贴片旋转体、称重装置；旋转体由所述夹具固定且下方有所述称重装置。所述显示屏用来显示待测旋转体的实时转速和待测旋转体的质量值。

本发明提供的动平衡校正方法及设备，通过在所述旋转体上的同一位置P₁两次贴片，并测得每次操作后所述旋转体的质量和振动加速度，即可计算获得所述旋转体的质心位置；在P₃点关于圆心O中心对称的P′点贴片，增材质量M′，完成对旋转体动平衡的校正。与现有动平衡校正方法相比，该方法通过测量旋转体的振动加速度即可实现校正，传感器和仪器设备简单且操作易行，将各种因素造成的不平衡囊括在内，校正精度和效率高。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明提出的动平衡校正设备的立体示意图。

图3为贴片点P₁与原质心P₂的位置关系示意图。

图4为贴片校正旋转体质心示意图。

主要元件符号说明

底座 1

立杆 2

L型连接架 3

加速度传感器 31

待测旋转体 32

激光测速表 33

夹具 43

待贴片旋转体 45

称重装置 46

显示屏 5

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

一种基于增材的动平衡校正方法，其特征在于包括如下步骤：

1)在所述旋转体上的P₁点两次贴片，旋转体质量依次增加M₁、M₂，借助加速度传感器测量贴片前后旋转体达到相同速度时加速度的值a、a₁、a₂；

2)基于步骤1)的质量值和加速度值确定贴片前后旋转体振动力，计算获得贴片前后旋转体质心P₂和质心P₃位置；

3)基于步骤2)的所述质心P₃，在P₃点关于圆心O中心对称的P′点贴片，使旋转体质量增加M′，旋转体动平衡校正完毕。

所述步骤1)中质量和加速度通过以下方法得出：

首先，将旋转体安装在L型连接架上待测旋转体32位置，启动电机，观察显示屏5，将转速调至设定速度，读取旋转体的振动加速度a；将旋转体用夹具43固定在待贴片旋转体45位置，使用称重装置46测量旋转体质量m，选定旋转体的一点P₁贴片，其与旋转体圆心O相距r，使旋转体质量增加M₁,将旋转体安装在L型连接架上，启动电机，观察显示屏，将转速调至设定速度，读取旋转体的振动加速度a₁；将旋转体用夹具43固定在待贴片旋转体45位置，在P₁点再次贴片，使旋转体质量增加M₂,将旋转体安装在L型连接架上待测旋转体32位置，启动电机，观察显示屏5，将转速调至设定速度，读取旋转体的振动加速度a₂。

所述步骤2)中振动力通过以下方法计算得出：

增材前旋转体振动力：

F₁＝m·a,

增材M₁后的振动力：

F₂₁＝(m+M₁)·a₁，

增材M₂后的振动力：

F₂₂＝(m+M₁+M₂)·a₂。

所述步骤2)中质心P₂的位置通过以下计算得到：

其中，θ为所述P₁点、质心P₂与圆心O所成夹角∠P₁OP₂的值，b为质心P₂与圆心O的距离，根据P₁点位置和相对关系标定质心P₂位置。

所述步骤2)中质心P₃的位置通过以下计算得到：

其中，x₃、y₃是以O为原点、以OP₂为x轴直角坐标系中的坐标，将质心P₃位置在旋转体上标定。

所述步骤3)中的贴片校正点P′与质心P₃关于圆心O中心对称，增材质量M′通过以下计算得到：

M′＝m+M₁+M₂，

将旋转体用夹具43固定在待贴片旋转体45位置，在贴片校正点P′贴片，使旋转体质量增加M′,旋转体动平衡校正完毕。

本发明提供的动平衡校正方法及设备，通过在所述旋转体上的同一位置P₁两次贴片，并测得每次操作后所述旋转体的质量和振动加速度，即可计算获得所述旋转体的质心位置；在质心关于圆心中心对称的P′点贴片，增材质量M′，完成对旋转体动平衡的校正。与现有动平衡校正方法相比，该方法通过测量旋转体的振动加速度即可实现校正，传感器和仪器设备简单且操作易行，将各种因素造成的不平衡囊括在内，校正精度和效率高。

所描述的实施例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。需要说明的是，当一个组件被认为是“安装”在另一个组件上，它可以是直接安装到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于增材的动平衡校正方法，其特征在于包括如下步骤：

1)在所述旋转体上的P₁点两次贴片，旋转体质量依次增加M₁、M₂，借助加速度传感器测量贴片前后旋转体达到相同速度时加速度的值a、a₁、a₂；

2)基于步骤1)的质量值和加速度值确定贴片前后旋转体振动力，计算获得贴片前后旋转体质心P₂和质心P₃位置；

3)基于步骤2)的所述质心P₃，在P₃点关于圆心O中心对称的P′点贴片，使旋转体质量增加M′，旋转体动平衡矫正完毕。

2.根据权利要求1所述的一种基于增材的动平衡校正方法，其特征在于：所述步骤1)具体为，测量旋转体以设定速度旋转的振动加速度a；在质量为m的旋转体的P₁点贴片，旋转体质量增加M₁，所述P₁点与旋转体圆心O相距r，测量旋转体以设定速度旋转的振动加速度a₁；在所述P₁点再次贴片，旋转体质量增加M₂，测量旋转体以设定速度旋转的振动加速度a₂。

3.根据权利要求1所述的一种基于增材的动平衡校正方法，其特征在于：所述步骤2)中振动力通过以下方法计算得出：

增材前旋转体振动力：

F₁＝m·a，

增材M₁后的振动力：

F₂₁＝(m+M₁)·a₁，

增材M₂后的振动力：

F₂₂＝(m+M₁+M₂)·a₂。

4.根据权利要求1所述的一种基于增材的动平衡校正方法，其特征在于：所述步骤2)中质心P₂的位置通过以下计算得到：

其中，θ为所述P₁点、质心P₂与圆心O所成夹角∠P₁OP₂的值，b为质心P₂与圆心O的距离，根据P₁点位置和相对关系标定质心P₂位置。

5.根据权利要求1所述的一种基于增材的动平衡校正方法，其特征在于：所述步骤2)中质心P₃的位置通过以下计算得到：

其中，x₃、y₃是以O为原点、以OP₂为x轴直角坐标系中的坐标。

6.根据权利要求1所述的一种基于增材的动平衡校正方法，其特征在于：所述步骤3)中的打孔校正点P′与质心P₃关于圆心O中心对称，增材质量M′通过以下计算得到：

M′＝m+M₁+M₂。

7.一种基于增材的动平衡校正设备，包括：动平衡测量装置、贴片校正装置和显示屏。

8.根据权利要求7所述的一种基于增材的动平衡校正设备，其特征在于：所述动平衡测量装置包括底座、立杆、L型连接架、加速度传感器、待测旋转体和激光测速器；所述立杆竖直放置与所述底座连接，立杆上安装所述L型连接架，其上安装所述加速度传感器，其下为所述待测旋转体安装位置且旋转体内部由无刷电机驱动旋转，其右侧边缘安装有所述激光测速器。

9.根据权利要求7所述的一种基于增材的动平衡校正设备，其特征在于：所述贴片校正装置包括夹具、待贴片旋转体、称重装置；旋转体由所述夹具固定且下方有所述称重装置。

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