CN114279634A - 一种风力助推转子的动平衡校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风力助推转子领域，公开了一种风力助推转子的动平衡校正方法。该方法包括：S1、组装基座、内塔、转盘和转盘轴，形成预安装转子；S2、获取以预设转速转动的转盘轴的第一振幅和第一相位；S3、根据第一振幅和第一相位计算得到预安装转子的第一不平衡量；S4、根据第一不平衡量在转盘上安装配重块；S5、在预安装转子上安装外筒和端板，形成风力助推转子。本发明提供的风力助推转子的动平衡校正方法，实现在风力助推转子的安装过程中进行动平衡校正，降低了安装误差产生的不平衡量对于风力助推转子的振幅的影响，降低了风力助推转子的晃动幅度以及风力助推转子损坏的风险，保证了安全性。

Description

一种风力助推转子的动平衡校正方法

技术领域

本发明涉及风力助推转子技术领域，尤其涉及一种风力助推转子的动平衡校正方法。

背景技术

风力助推转子作为一种新型的船用节能降耗装置，具有节能效果好、助推力强、能与其它节能装置配合使用的特点，在业界越来越受到重视，加大了研发和应用力度。

风力助推转子的主要组成部分包括：基座、内塔、电机、转盘、外筒、端板和限位轮等，其中基座和内塔作为支撑件，保持不动；电机通过转盘轴与转盘连接，转盘通过法兰与外筒连接，电机转动过程中，带动转盘和外筒同步转动。风力助推转子在高速转动过程中，必须保持稳定，不出现振动、晃动等现象，以免对转子本身产生危害，出现危险。限位轮通过与外筒外壁接触，限制外筒下端的活动范围，达到提高转子转动稳定性的目的。但是，要从根本上解决转子转动稳定性的问题，必须对转动部件进行动平衡校正，即保持转盘、外筒和端板等转动部件的质量分布对称布置，质心位于转动轴线之上。但此类转动部件，受限于加工、装配精度以及材质密度的不均匀性，很难保持质量分布完全对称，质心偏离转动轴线后，转动过程中产生的离心力垂直于转动轴线，造成转子的振动和晃动，是风力助推转子存在的安全隐患。因此，必须对风力助推转子进行动平衡校正，达到规定的动平衡等级。

目前，对风力助推转子进行动平衡校正的方法有多种，常见的方法是在加工阶段，将转盘、外筒和端板等各个转动部件单独放置在动平衡机器上，进行转速、振动数据的测试分析，得到不平衡质量和相位，并在对称方向增加相应质量进行平衡，达到单个转动部件的动平衡目的，然后将各个部件组装形成完整的风力助推转子。这种动平衡校正方法，因为融入到了各个部件的加工过程中，较易实现。但是，此方法无法消除组装过程中产生的不平衡量，导致转子在使用过程中，仍存在振动和摇晃的风险。

基于此，亟需一种风力助推转子的动平衡校正方法用来解决如上提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力助推转子的动平衡校正方法，以实现在风力助推转子的安装过程中进行动平衡校正，降低了安装误差产生的不平衡量对于风力助推转子的振幅的影响，降低了风力助推转子的晃动幅度以及风力助推转子损坏的风险，保证了安全性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种风力助推转子的动平衡校正方法，包括：

S1、组装基座、内塔、转盘和转盘轴，形成预安装转子；

S2、获取以预设转速转动的所述转盘轴的第一振幅和第一相位；

S3、根据所述第一振幅和所述第一相位计算得到所述预安装转子的第一不平衡量；

S4、根据所述第一不平衡量在所述转盘上安装配重块；

S5、在所述预安装转子上安装外筒和端板，形成风力助推转子。

作为一种风力助推转子的动平衡校正方法的可选技术方案，步骤S2中，在所述转盘轴的侧壁上安装第一振动传感器和速度传感器。

作为一种风力助推转子的动平衡校正方法的可选技术方案，步骤S5之后，还包括：

S6、获取以预设转速转动的所述转盘轴的第二振幅和第二相位；

S7、根据所述第二振幅和所述第二相位计算得到所述风力助推转子的第二不平衡量；

S8、根据所述第二不平衡量在所述端板上安装配重块。

作为一种风力助推转子的动平衡校正方法的可选技术方案，所述内塔顶部固定有套筒，所述转盘轴同轴置于所述套筒内且与所述套筒转动连接；

步骤S5之后，还包括：

S6、当所述转盘轴以所述预设转速转动时，获取所述套筒的第二振幅和第二相位；

S7、根据所述第二振幅和所述第二相位计算得到所述风力助推转子的第二不平衡量；

S8、根据所述第二不平衡量在所述端板上安装配重块。

作为一种风力助推转子的动平衡校正方法的可选技术方案，步骤S6中，在所述套筒顶部安装第二振动传感器。

作为一种风力助推转子的动平衡校正方法的可选技术方案，所述第二振动传感器为有线式振动传感器。

作为一种风力助推转子的动平衡校正方法的可选技术方案，步骤S6中，还包括获取所述外筒的第三振幅和第三相位；

步骤S7中，还包括根据所述第三振幅和所述第三相位计算得到所述风力助推转子的第三不平衡量；

步骤S8中，还包括根据所述第三不平衡量在所述外筒上安装配重块。

作为一种风力助推转子的动平衡校正方法的可选技术方案，所述步骤S6中，在所述外筒的底部上安装第三振动传感器。

作为一种风力助推转子的动平衡校正方法的可选技术方案，配重块安装在所述外筒的内侧。

作为一种风力助推转子的动平衡校正方法的可选技术方案，重复步骤S2-S4，直至所述预安装转子达到第一预设动平衡水平，再进行步骤S5；

或，重复步骤S6-S8，直至所述风力助推转子达到第二预设动平衡水平。

本发明的有益效果：本发明提供的风力助推转子的动平衡校正方法，在风力助推转子的安装过程中进行动平衡校正，利用配重块保证转盘的质量关于轴线对称布置，使其质心位于转动轴线上，降低了安装误差产生的不平衡量对于风力助推转子的振幅的影响，当风力助推转子高速转动时，能够减小风力助推转子的振幅，降低了风力助推转子的晃动幅度，保证了安全性，也降低了风力助推转子损坏的风险，保证了风力助推转子的耐用性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的风力助推转子的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的风力助推转子的动平衡校正方法的主要步骤流程图；

图3是本发明实施例一提供的风力助推转子的动平衡校正方法的详细步骤流程图；

图4是本发明实施例二提供的风力助推转子的动平衡校正方法的详细步骤流程图。

图中：

1、基座；2、内塔；3、转盘；4、转盘轴；5、外筒；6、端板；7、限位轮；8、电机。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

如图1所示，本实施例中提及的风力助推转子包括基座1、内塔2、转盘3、转盘轴4、外筒5、端板6、限位轮7和电机8。基座1位于风力助推转子的底部，用于与船体固定。内塔2连接于基座1上方，内塔2沿竖直方向延伸，且内塔2的顶部转动连接于转盘轴4的底部，转盘轴4的轴线竖直设置。内塔2上固定有电机8，用于驱动转盘轴4转动。转盘轴4的顶部连接有转盘3，转盘3的轴线竖直设置。外筒5位于基座1上方，且罩设在内塔2、转盘3、电机8和转盘轴4外部，且转盘3与外筒5固定连接。外筒5的轴线竖直设置，且顶部封堵有端板6，端板6的轴线竖直设置。基座1上还设有限位轮7，限位轮7位于外筒5的外部，并与外筒5滚动连接，以限制外筒5的活动范围。为了避免风力助推转子在船舶行驶中被风吹倒，风力助推转子的材质优选为金属，可采用不锈钢等材质，相同体积下，质量较大。此外，风力助推转子的具体结构可参考现有技术，在此不再赘述。

本实施例提供了一种风力助推转子的动平衡校正方法，用于对上述风力助推转子进行动平衡校正。具体地，如图2所示，方法包括：

S1、组装基座1、内塔2、转盘3和转盘轴4，形成预安装转子；

S2、获取以预设转速转动的转盘轴4的第一振幅和第一相位；

S3、根据第一振幅和第一相位计算得到预安装转子的第一不平衡量；

S4、根据第一不平衡量在转盘3上安装配重块；

S5、在预安装转子上安装外筒5和端板6，形成风力助推转子。

本实施例提供的风力助推转子的动平衡校正方法，风力助推转子的安装过程中进行动平衡校正，利用配重块保证转盘3的质量关于轴线对称布置，使其质心位于转动轴线上，降低了安装误差产生的不平衡量对于风力助推转子的振幅的影响，当风力助推转子高速转动时，能够减小风力助推转子的振幅，降低了风力助推转子的晃动幅度，保证了安全性，也降低了风力助推转子损坏的风险，保证了风力助推转子的耐用性。

在本实施例中，根据振幅和相位即可计算得到不平衡量的相位和质量，其中上述计算原理为现有技术，不作为本实施例的重点，在此不再赘述。

如图3所示为本实施例提供的风力助推转子的动平衡校正方法的详细步骤流程图，参照图3，详细说明风力助推转子的动平衡校正方法。

S1、组装基座1、内塔2、转盘3和转盘轴4，形成预安装转子。

具体地，将基座1固定在船体上，可安装在甲板或上层建筑上。

S2、获取以预设转速转动的转盘轴4的第一振幅和第一相位。

具体地，步骤S2中，在转盘轴4的侧壁上安装第一振动传感器和速度传感器，检测转盘轴4的振动数据以及转速数据。其中，预设转速为理论上转盘轴4的工作转速。可以理解的是，由于转盘轴4需要转动，则第一振动传感器和速度传感器均优选为无线式结构，防止线缆缠绕。

S3、根据第一振幅和第一相位计算得到预安装转子的第一不平衡量。

具体计算原理可采用现有技术，且非本实施例保护重点，在此不再赘述。

S4、根据第一不平衡量在转盘3上安装配重块。

其中，转盘3的面积较大，便于配重块的安装。具体地，在转盘3上开设有配重孔，配重块置于配重孔内。配重块设置为金属块，密度较大，有利于缩小体积。根据前文描述，转盘3也采用金属材质，配重块与转盘3之间可采用焊接连接，保证了连接的可靠程度。在其他实施例中，转盘3与配重块之间也可为粘接，在此不作限定。

优选地，重复步骤S2-S4，直至预安装转子达到第一预设动平衡水平，即对预安装转子进行多次动平衡校正后，再进行后续的步骤S5，保证了动平衡校正的效果，进一步的降低了安装误差产生的不平衡量对于风力助推转子的振幅的影响，保证了风力助推转子能够平稳的转动。在本实施例中，第一预设动平衡水平可为G6.3的平衡等级，且第一预设动平衡水平的具体平衡等级可适应选取，在此不作限定。由于预安装转子进行多次动平衡校正，故转盘3上设置有多个配重孔，多个配重孔与转盘3轴线的距离可相同也可不同，在此不作限定。

S5、在预安装转子上安装外筒5和端板6，形成风力助推转子。

由于在外筒5和端板6安装前，对预安装转子进行了多次动平衡校正，保证了预安装转子的动平衡水平达到第一预设动平衡水平，故对于转盘3和转盘轴4而言，在安装在内塔2上之前，无需进行单独的动平衡校正，节省了生产装配的时间，也降低了装配成本。

作为优选方案，步骤S5之后，还包括：

S6、获取以预设转速转动的转盘轴4的第二振幅和第二相位。

具体地，步骤S6中，利用转盘轴4的侧壁上安装的第一振动传感器和速度传感器，再次检测转盘轴4的振动数据以及转速数据。利用相同的传感器进行第一振幅、第二振幅、第一相位以及第二相位的检测，能够节省成本，而且也无需更换安装位置，简化了检测操作，缩短了动平衡校正的时间。

S7、根据第二振幅和第二相位计算得到风力助推转子的第二不平衡量。

具体计算原理可采用现有技术，且非本实施例保护重点，在此不再赘述。

S8、根据第二不平衡量在端板6上安装配重块。

在风力助推转子的装配过程中，进行一次动平衡校正，当风力助推转子装配完成后，进行二次动平衡校正，保证了对于风力助推转子整体动平衡校正的效果。

其中，端板6的面积较大，便于配重块的安装。具体地，在端板6上开设有配重孔，配重块置于配重孔内。配重块设置为金属块，密度较大，有利于缩小体积。根据前文描述，端板6也采用金属材质，配重块与端板6之间可采用焊接连接，保证了连接的可靠程度。在其他实施例中，端板6与配重块之间也可为粘接，在此不作限定。

优选地，重复步骤S6-S8，直至风力助推转子达到第二预设动平衡水平，即对风力助推转子进行多次动平衡校正后，才能判定风力助推转子能够平稳转动，保证了对于风力助推转子整体动平衡校正的效果，进一步的降低了安装误差产生的不平衡量对于风力助推转子的振幅的影响，保证了风力助推转子能够平稳的转动。在本实施例中，第二预设动平衡水平可为G6.3的平衡等级，且第二预设动平衡水平的具体平衡等级可适应选取，在此不作限定。由于风力助推转子进行多次动平衡校正，故端板6上设置有多个配重孔，多个配重孔与端板6轴线的距离可相同也可不同，在此不作限定。

在进行外筒5和端板6安装后，对风力助推转子进行了多次动平衡校正，保证了风力助推转子的动平衡水平达到第二预设动平衡水平，故对于端板6和外筒5而言，在安装至预安装转子上之前，无需进行单独的动平衡校正，节省了生产装配的时间，也降低了装配成本。

实施例二

本实施例提供了一种风力助推转子的动平衡校正方法，本实施例中风力助推转子的结构一实施例一相同，且本实施例提供的风力助推转子的动平衡校正方法是基于实施例一中的风力助推转子的动平衡校正方法的进一步改进，本实施例不再对与实施例一相同的步骤进行赘述。

具体地，风力助推转子的内塔2顶部固定有套筒，套筒的轴线沿竖直延伸。转盘轴4同轴置于套筒内且与套筒转动连接。

如图4所示，作为优选方案，步骤S5之后，还包括：

S6、当转盘轴4以预设转速转动时，获取套筒的第二振幅和第二相位。

具体地，步骤S6中，在套筒顶部安装第二振动传感器，利用转盘轴4的侧壁上安装的速度传感器检测转速数据，利用套筒上的第二振动传感器检测振动数据。相对于仅检测转盘轴4上的振动数据，本实施例能够检测不同结构上的振幅，保证了动平衡校正的效果。可以理解的是，由于套筒不需要转动，则第二振动传感器均优选为有线式结构，有线式振动传感器操作简单，灵敏度较高，成本较低。

进一步地，步骤S6中，还包括获取外筒5的第三振幅和第三相位。

具体地，步骤S6中，在外筒5上安装第三振动传感器，第三振动传感器可固定在外筒5的外侧壁上。利用转盘轴4的侧壁上安装的速度传感器检测转速数据，利用外筒5上的第三振动传感器检测振动数据。能够在进行二次动平衡校正的过程中，检测不同结构(外筒5和套筒)上的振幅，保证了动平衡校正的效果。可以理解的是，由于外筒5需要转动，则第三振动传感器均优选为无线式结构。

作为优选方案，在外筒5的底部上安装第三振动传感器。使得第二振动传感器与第三振动传感器能够分别检测风力助推转子上端和下端的振动数据，便于根据两个数据进行综合动平衡校正，有利于减少动平衡校正的次数，而且也提高了动平衡校正的效果。

S7、根据第二振幅和第二相位计算得到风力助推转子的第二不平衡量，根据第三振幅和第三相位计算得到风力助推转子的第三不平衡量。

具体计算原理可采用现有技术，且非本实施例保护重点，在此不再赘述。

S8、根据第二不平衡量在端板6上安装配重块，根据第三不平衡量在外筒5上安装配重块。

具体地，在端板6和外筒5上均设置配重块，实现在风力助推转子的上端和下端同时进行配重，减小了分别放置在端板6以及上的配重块的重量，降低了配重块脱落的风险。

其中，外筒5的内侧安装配重块，避免了在外筒5旋转的过程中，配重块脱落。外筒5上也开设有配重孔，配重块固定在配重孔内。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风力助推转子的动平衡校正方法，其特征在于，包括：

S1、组装基座(1)、内塔(2)、转盘(3)和转盘轴(4)，形成预安装转子；

S2、获取以预设转速转动的所述转盘轴(4)的第一振幅和第一相位；

S3、根据所述第一振幅和所述第一相位计算得到所述预安装转子的第一不平衡量；

S4、根据所述第一不平衡量在所述转盘(3)上安装配重块；

S5、在所述预安装转子上安装外筒(5)和端板(6)，形成风力助推转子。

2.根据权利要求1所述的风力助推转子的动平衡校正方法，其特征在于，步骤S2中，在所述转盘轴(4)的侧壁上安装第一振动传感器和速度传感器。

3.根据权利要求1所述的风力助推转子的动平衡校正方法，其特征在于，步骤S5之后，还包括：

S6、获取以预设转速转动的所述转盘轴(4)的第二振幅和第二相位；

S7、根据所述第二振幅和所述第二相位计算得到所述风力助推转子的第二不平衡量；

S8、根据所述第二不平衡量在所述端板(6)上安装配重块。

4.根据权利要求1所述的风力助推转子的动平衡校正方法，其特征在于，所述内塔(2)顶部固定有套筒，所述转盘轴(4)同轴置于所述套筒内且与所述套筒转动连接；

步骤S5之后，还包括：

S6、当所述转盘轴(4)以所述预设转速转动时，获取所述套筒的第二振幅和第二相位；

S7、根据所述第二振幅和所述第二相位计算得到所述风力助推转子的第二不平衡量；

S8、根据所述第二不平衡量在所述端板(6)上安装配重块。

5.根据权利要求4所述的风力助推转子的动平衡校正方法，其特征在于，步骤S6中，在所述套筒顶部安装第二振动传感器。

6.根据权利要求5所述的风力助推转子的动平衡校正方法，其特征在于，所述第二振动传感器为有线式振动传感器。

7.根据权利要求4所述的风力助推转子的动平衡校正方法，其特征在于，步骤S6中，还包括获取所述外筒(5)的第三振幅和第三相位；

步骤S7中，还包括根据所述第三振幅和所述第三相位计算得到所述风力助推转子的第三不平衡量；

步骤S8中，还包括根据所述第三不平衡量在所述外筒(5)上安装配重块。

8.根据权利要求7所述的风力助推转子的动平衡校正方法，其特征在于，所述步骤S6中，在所述外筒(5)的底部上安装第三振动传感器。

9.根据权利要求7所述的风力助推转子的动平衡校正方法，其特征在于，配重块安装在所述外筒(5)的内侧。

10.根据权利要求3或4所述的风力助推转子的动平衡校正方法，其特征在于，重复步骤S2-S4，直至所述预安装转子达到第一预设动平衡水平，再进行步骤S5；

或，重复步骤S6-S8，直至所述风力助推转子达到第二预设动平衡水平。

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