CN114646426B - 一种非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法，把非对称曲轴连杆颈上的配重当量环的量通过物理配重补偿和电气补偿的双补偿形式，在主轴系统和电测系统中一次完成，不需要人工频繁安装或卸下配重当量环，通过直接安装上非对称三缸曲轴，即可对非对称三缸进行曲轴不平衡检测与去重校正工作，消除了人工安装或卸下配重当量环所造成的不平衡误差，提高了非对称曲轴的平衡检测精度；节约了大量的生产节拍时间，提高了劳动生产率，降低了单件曲轴生产成本；大大减轻了操作者的劳动强度。

Description

一种非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法

技术领域

本发明属于非对称曲轴平衡校正机技术领域，具体涉及一种非对称曲轴双补偿自动平衡去重系统。

背景技术

发动机振动是产生噪声的重要原因，也是零部件和动力装置出现故障的根源之一。曲轴由于制造误差造成质量不平衡则是引起发动机振动的主要原因。为了保证车辆运行安全和乘车舒适,曲轴必须进行动平衡试验,使制造误差所造成的质量不平衡控制在许可的范围之内。

对于非对称三缸曲轴，原有的不平衡检测与去重校正方式是：非对称三缸曲轴在进行动平衡检测前，每一个被测的非对称三缸曲轴都必须要在其连杆颈上人工安装配重当量环，待动平衡检测试验完毕后，必须要人工将曲轴每个连杆颈上的配重当量环卸下。

这样做的缺点是：采用人工频繁的重复装卸配重当量环的方式会造成不平衡误差，降低了非对称三缸曲轴的平衡检测精度；此外这样也会占用大量的生产时间，造成单件非对称三缸曲轴动平衡生产节拍过长，进而加大了操作者的劳动强度，增加了单件曲轴生产成本

发明内容

本发明提出非对称曲轴双补偿自动平衡去重系统，解决了上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法，包括以下步骤：

S1、取单个非对称三缸曲轴校验转子，所述非对称三缸曲轴校验转子包括第一连杆颈、第二连杆颈、第三连杆颈，所述第一连杆颈两侧远离所述第三连杆颈的端面为左一校正扇面，所述第三连杆颈两侧远离所述第一连杆颈的端面为右四校正扇面；

S2、所述第一连杆颈、第二连杆颈、第三连杆颈三者通过螺栓安装有配重当量环，之后将已安装配重当量环的非对称三缸曲轴校验转子通过平衡机进行平衡，已安装配重当量环的非对称三缸曲轴校验转子的剩余不平衡量不大于Z；

S3、平衡机的运转主轴一端设有左安装环，所述运转主轴的另一端设有右安装环，所述左安装环与所述右安装环周壁均对称设有三十六个安装螺孔，左配重块通过安装螺孔与所述左安装环可拆卸连接，右配重块通过安装螺孔与所述右安装环可拆卸连接；

S4、将步骤S2中已安装配重当量环的非对称三缸曲轴校验转子三个连杆颈上的配重当量环卸下，然后将非对称三缸曲轴校验转子放入平衡机的支承轴瓦上；

S5、将非对称三缸曲轴校验转子的三个配重当量环的量等效到平衡机运转主轴左右安装环的左配重块与右配重块所形成的量，分别按左右配重角度安装好，完成物理配重补偿；

S6、利用平衡机子系统的操作与动平衡检测规程测量出所述左一校正扇面上的残余不平衡量大小U_左1与残余不平衡量角度α_左，以及所述右四校正扇面上的残余不平衡量大小U_右1与残余不平衡量角度α_右；

S7、将步骤S6中测量出的U_左1、α_左、U_右1、α_右自动传输给动平衡检测系统，动平衡检测系统自动在所述左一校正扇面上添加一个大小与U_左1相等、方向与U_左1相反的量U_左2，且平衡机自动在所述右四校正扇面上添加一个大小与U_右1相等、方向与U_右1相反的量U_右2；

S8、动平衡检测系统所加的量U_左2、U_右2加载完成后，所述左一校正扇面与所述右四校正扇面上的残余不平衡量为零，完成电气配重补偿。

一些实施例中，非对称三缸曲轴校验转子的制作过程包括：

对已安装配重当量环的非对称三缸曲轴校验转子进行平衡检测与校正，所述非对称三缸曲轴校验转子通过去重方式在所述左一校正扇面与所述右四校正扇面进行去重校正，直至将已安装配重当量环的非对称三缸曲轴校验转子平衡到剩余不平衡量不大于Z。

一些实施例中，非对称三缸曲轴校验转子的制作过程包括：将已安装配重当量环的非对称三缸曲轴校验转子放置在平衡机子系统上，之后按平衡机子系统的操作与平衡检测规程进行平衡检测与校正，将已安装配重当量环的非对称三缸曲轴校验转子平衡到剩余不平衡量不大于Z。

一些实施例中，步骤S5中，“将非对称三缸曲轴校验转子的三个配重当量环的量等效到平衡机运转主轴左配重块与右配重块的量”包括：

S51、按平衡机子系统的系统标定操作与平衡检测规程进行平衡检测标定工作，并将左安装环所在位置调整为左测量面，将右安装环所在位置调整为右测量面；

S52、将非对称三缸曲轴校验转子的配重当量环全部卸下，并将带配重当量环平衡检测用拔叉更换为不带配重当量环平衡检测用拔叉；

S53、按平衡机子系统的平衡检测规程进行工作，即可得到配重当量环全部卸下后，配重当量环的量等效到平衡机运转主轴左配重块与右配重块的量，其中配重当量环的量等效到平衡机运转主轴左配重块为U_K左，配重当量环的量等效到平衡机运转主轴右配重块为U_K右。

一些实施例中，步骤S5中，“将非对称三缸曲轴校验转子的三个配重当量环的量等效到平衡机运转主轴左配重块与右配重块的量”包括：根据力的合成与分解原理，将非对称三缸曲轴校验转子的三个配重当量环的量等效到平衡机运转主轴左配重块与右配重块的量。

一些实施例中，所述配重当量环包括上半环与下半环，所述上半环与所述下半环首尾相接，且所述上半环与所述下半环之间通过内六角圆柱头螺钉可拆卸连接。

一些实施例中，已安装配重当量环的非对称三缸曲轴校验转子的剩余不平衡量不大于0.5g·cm。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本申请对于非对称曲轴不平衡检测与去重校正的方式进行了优化和创新，将非对称曲轴连杆颈上的配重当量环的量通过物理配重补偿和电气补偿的双补偿形式，在主轴系统和电测系统中一次完成，不需要人工安装或卸下配重当量环，直接安装上非对称曲轴，即可进行曲轴不平衡检测与去重校正工作，消除了人工安装或卸下配重当量环所造成的不平衡误差，提高了非对称曲轴的平衡检测精度；本申请还节约了大量的生产节拍时间，提高了劳动生产率，降低了单件曲轴生产成本，大大减轻了操作者的劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明配重当量环结构示意图；

图2为本发明以非对称三缸曲轴校验转子为例的结构示意图；

图3为本发明平衡机运转主轴左安装环与右安装环位置结构示意图；

图4为本发明安装配重当量环的非对称三缸曲轴校验转子与运转主轴及带配重当量环平衡检测用拨叉位置图；

图5为本发明卸下配重当量环的非对称三缸曲轴校验转子与运转主轴及不带配重当量环平衡检测用拨叉位置图；

图6为本发明带配重当量环的非对称三缸曲轴校验转子组件结构示意图；

图7为本发明非对称三缸曲轴校验转子动平衡量方向示意图；

图8为本发明全部卸下配重当量环后，各连杆颈中心所产生的不平衡量大小和角度结构示意图；

图9为U_D2/120°与U_D1/0°合成到第一连杆颈中心截面所产生的不平衡量，以及U_D2/120°与U_D3/240°合成到第三连杆颈中心截面所产生的不平衡量示意图；

图10为U_D1-2/30°等效到左一校正扇面中心截面的不平衡量，以及U_D3-2/210°等效到右四校正扇面中心截面的不平衡量示意图；

图11为U_D左/30°等效到主轴外壳体左安装环位置的不平衡量，以及U_D右/210°等效到主轴外壳体右安装环位置不平衡量示意图；

图12为m_K左/30°等效为左安装环位置的左配重块质量，以及m_K右/210°等效为右安装环位置的右配重块质量示意图；°

图13为等效到平衡机运转主轴左右安装环位置上的配重块及安装位置图；

图14为物理补偿完毕后平衡检测出的左一校正扇面及右四校正扇面残余不平衡量大小和角度示意图；

图15为“电气补偿”加在左一校正扇面及右四校正扇面上量的大小和角度示意图。

图中：1、第一连杆颈；2、第二连杆颈；3、第三连杆颈；4、左一校正扇面；5、右四校正扇面；6、上半环；7、下半环；8、内六角圆柱头螺钉；9、左安装环；10、右安装环；11、安装螺孔；12、配重当量环；13、非对称三缸曲轴校验转子；14、带配重当量环平衡检测用拨叉；15、运转主轴；16、不带配重当量平衡检测用拨叉；17、左配重块；18、右配重块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明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。

请参考图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15，其中:

图1为本发明配重当量环结构示意图，所述配重当量环12包括上半环6与下半环7，所述上半环6与所述下半环7首尾相接，且所述上半环6与所述下半环7之间通过内六角圆柱头螺钉8可拆卸连接。本实施例中，所述配重当量环12的总质量m＝203g±0.5g。

图2为本发明非对称三缸曲轴校验转子结构示意图，图中a为曲轴第一连杆颈1中心到第二连杆颈2中心距离，本实施例中，a＝72mm。图中b为曲轴第三连杆颈3中心到第二连杆颈2中心距离，本实施例中，b＝72mm。

图3为本发明平衡机运转主轴的左安装环9与右安装环10位置结构示意图，图中d为平衡机主轴外壳体安装环的外径，本实施例中，d＝175mm。图中K为平衡机主轴外壳体左安装环9与右安装环10间的距离，本实施例中，K＝155mm。

图4为本发明安装配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子与运转主轴15及带配重当量环平衡检测用拨叉14位置图。图5为本发明卸下配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13与运转主轴15及不带配重当量环平衡检测用拨叉16位置图。图中a为曲轴第一连杆颈1中心到第二连杆颈2中心距离，本实施例中，a＝72mm。图中b为曲轴第三连杆颈3中心到第二连杆颈2中心距离，本实施例中，b＝72mm。K为平衡机主轴外壳体左安装环9与右安装环10间的距离，本实施例中，K＝155mm。X为曲轴左第一校正扇面中心到右第四校正扇面中心距离，本实施例中，X＝177.75mm。R为连杆颈中心的回转半径，本实施例中，R＝37.5mm。

图6为本发明带配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13组件结构示意图。图中a为曲轴第一连杆颈1中心到第二连杆颈2中心距离，本实施例中，a＝72mm。图中b为曲轴第三连杆颈3中心到第二连杆颈2中心距离，本实施例中，b＝72mm。X为曲轴左第一校正扇面中心到右第四校正扇面中心距离，本实施例中，X＝177.75mm。R为连杆颈中心的回转半径，本实施例中，R＝37.5mm。

图7为本发明非对称三缸曲轴校验转子13动平衡量方向示意图。在其中，U_D1/0°为卸下第一连杆颈1的配重当量环12所产生的不平衡量大小和角度。U_D2/120°为卸下第二连杆颈2的配重当量环12所产生的不平衡量大小和角度。U_D3/240°为卸下第三连杆颈3的配重当量环12所产生的不平衡量大小和角度。U_D左/30°为第一连杆颈U_D1/0°与第二连杆颈U_D2/120°的二分之一合成左测量面上的动平衡量。U_D右/210°为第三连杆颈U_D3/240°与第二连杆颈U_D2/120°的二分之一合成到右测量面上的动平衡量。

如图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15中各个参数代表含义：

U_D1/0°为卸下第一连杆颈1的配重当量环12所产生的不平衡量大小和角度；

U_D2/120°为卸下第二连杆颈2的配重当量环12所产生的不平衡量大小和角度；

U_D3/240°为卸下第三连杆颈3的配重当量环12所产生的不平衡量大小和角度；

U_D1-2为U_D1与U_D2合成到第一连杆颈1中心截面动不平衡量大小和角度；

U_D3-2为U_D3与U_D2合成到第三连杆颈3中心截面动不平衡量大小和角度；

U_D左为U_D1-2等效到左一校正扇面4中心截面的量；

U_D右为U_D3-2等效到右四校正扇面5中心截面的量；

U_K左为U_D左等效到主轴外壳体左安装环9位置的量；

U_K右为U_D右等效到主轴外壳体右安装环10位置的量；

m_K左为U_K左等效为左安装环9位置上所加的左配重块17质量；

m_K右为U_K右等效为右安装环10位置上所加的右配重块18质量。

本申请提供了一种非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法，包括以下步骤：

S1、取单个非对称三缸曲轴校验转子13，所述非对称三缸曲轴校验转子13包括第一连杆颈1、第二连杆颈2、第三连杆颈3，所述第一连杆颈1两侧远离所述第三连杆颈3的端面为左一校正扇面4，所述第三连杆颈3两侧远离所述第一连杆颈1的端面为右四校正扇面5；

S2、所述第一连杆颈1、第二连杆颈2、第三连杆颈3三者通过螺栓安装有配重当量环12，之后将已安装配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13通过平衡机进行平衡，已安装配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13的剩余不平衡量不大于Z；

S3、平衡机的运转主轴15一端设有左安装环9，所述运转主轴15的另一端设有右安装环10，所述左安装环9与所述右安装环10周壁均对称设有三十六个安装螺孔11，左配重块17通过安装螺孔11与所述左安装环9可拆卸连接，右配重块18通过安装螺孔11与所述右安装环10可拆卸连接；

S4、将步骤S2中已安装配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13三个连杆颈上的配重当量环12卸下，然后将非对称三缸曲轴校验转子13放入平衡机的支承轴瓦上；

S5、将非对称三缸曲轴校验转子13的三个配重当量环12的量等效到平衡机运转主轴15左右安装环的左配重块17与右配重块18所形成的量，分别按左右配重角度安装好，完成物理配重补偿；

S6、利用平衡机子系统的操作与动平衡检测规程测量出所述左一校正扇面4上的残余不平衡量大小U_左1与残余不平衡量角度α_左，以及所述右四校正扇面5上的残余不平衡量大小U_右1与残余不平衡量角度α_右；

S7、将步骤S6中测量出的U_左1、α_左、U_右1、α_右自动传输给动平衡检测系统，动平衡检测系统自动在所述左一校正扇面4上添加一个大小与U_左1相等、方向与U_左1相反的量U_左2，且平衡机自动在所述右四校正扇面5上添加一个大小与U_右1相等、方向与U_右1相反的量U_右2；

S8、动平衡检测系统所加的量U_左2、U_右2加载完成后，所述左一校正扇面4与所述右四校正扇面5上的残余不平衡量为零，完成电气配重补偿。

一些实施例中，非对称三缸曲轴校验转子13的制作过程包括：

对已安装配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13进行平衡检测与校正，所述非对称三缸曲轴校验转子13通过去重方式在所述左一校正扇面4与所述右四校正扇面5进行去重校正，直至将已安装配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13平衡到剩余不平衡量不大于Z。

一些实施例中，非对称三缸曲轴校验转子13的制作过程包括：将已安装配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13放置在平衡机子系统上，之后按平衡机子系统的操作与平衡检测规程进行平衡检测与校正，将已安装配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13平衡到剩余不平衡量不大于Z。

一些实施例中，步骤S5中，“将非对称三缸曲轴校验转子13的三个配重当量环12的量等效到平衡机运转主轴15左配重块17与右配重块18的量”包括：

S51、按平衡机子系统的系统标定操作与平衡检测规程进行平衡检测标定工作，并将左安装环9所在位置调整为左测量面，将右安装环10所在位置调整为右测量面；

S52、将非对称三缸曲轴校验转子13的配重当量环12全部卸下，并将带配重当量环平衡检测用拔叉14更换为不带配重当量环平衡检测用拔叉16；

S53、按平衡机子系统的平衡检测规程进行工作，即可得到配重当量环12全部卸下后，配重当量环12的量等效到平衡机运转主轴15的左配重块17与右配重块18的量，其中配重当量环12的量等效到平衡机运转主轴15的左配重块17的量为U_K左，配重当量环12的量等效到平衡机运转主轴15的右配重块18的量为U_K右。

一些实施例中，步骤S5中，“将非对称三缸曲轴校验转子13的三个配重当量环12的量等效到平衡机运转主轴15左配重块17与右配重块18的量”包括：根据力的合成与分解原理，将非对称三缸曲轴校验转子13的三个配重当量环12的量等效到平衡机运转主轴15左配重块17与右配重块18的量。

一些实施例中，所述配重当量环12包括上半环6与下半环7，所述上半环6与所述下半环7首尾相接，且所述上半环6与所述下半环7之间通过内六角圆柱头螺钉8可拆卸连接。

一些实施例中，已安装配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13的剩余不平衡量不大于0.5g·cm。

本发明对于非对称曲轴不平衡检测与去重校正的方式进行了优化和创新，把非对称曲轴连杆颈上的配重当量环12的量通过物理配重补偿和电气补偿的双补偿形式，在主轴系统和电测系统中一次完成，不需要人工安装或卸下配重当量环12，直接安装上非对称曲轴，即可进行曲轴不平衡检测与去重校正工作，消除了人工安装或卸下配重当量环12所造成的不平衡误差，提高了非对称曲轴的平衡检测精度；节约了大量的生产节拍时间，提高了劳动生产率，降低了单件曲轴生产成本；大大减轻了操作者的劳动强度。

物理补偿的本质是把非对称三缸曲轴校验转子13上三个连杆颈上所带的配重当量环12在动平衡检测时，造成的动不平衡量分解到左一校正扇面4和右四校正扇面5上。之后再依据力学原理运算，将配重当量环12在动平衡检测时造成的动不平衡量等效到主轴左安装环9位置和右安装环10位置及相应角度上，从而使非对称三缸曲轴校验转子13在进行动平衡检测时，不需要安装和卸下配重当量环12这个繁琐的过程，既提高生产效率和经济效益、降低操作人员劳动强度，又防止因非对称三缸曲轴校验转子13不带配重当量环12造成的残余不平衡量对检测精度的影响，还避免了人工装卸配重当量环12产生的不平衡误差，确保非对称三缸曲轴校验转子13的动平衡检测精度。

将非对称三缸曲轴校验转子13的第一连杆颈1、第二连杆颈2、第三连杆颈3上所带的配重当量环12在动平衡检测时，造成的动不平衡量分解到左一校正扇面和右四校正扇面上；再依据力学原理运算等效到运转主轴的左安装环9位置和右安装环10位置及相应角度上，从而使非对称三缸曲轴在进行动平衡检测时，不需要安装和卸下配重当量环12这个繁琐的过程，既提高生产效率和经济效益、降低操作人员劳动强度，又防止因非对称三缸曲轴不带配重当量环12造成的残余不平衡量对检测精度的影响，还避免了人工装卸配重当量环12产生的不平衡误差，确保非对称三缸曲轴的动平衡检测精度。

电气补偿加持的作用与好处是：通过确保物理补偿遗留下的残余不平衡量最终被消除，来保证非对称曲轴不带配重当量环12进行动平衡检测的最终精度。

物理补偿的方式是可以在一次装配好(永不拆卸)的情况下，来达到等效于不带配重当量环12的量的要求。但是一台综合的非对称曲轴自动平衡去重机不可能只做一种非对称曲轴产品，因此换另一种非对称曲轴时，因非对称曲轴的缸数(1缸、2缸或3缸)与排量的不同，其各项参数也不同，左配重块17和右配重块18与拨叉是要随着品种的更换而更换并拆卸的。这样因为品种更换而非要更换左配重块17和右配重块18与拨叉，因配合与拆卸安装等造成误差，这些误差绝对会产生残余不平衡量，残余不平衡量必定影响非对称曲轴的动平衡精度。

如果我们更换品种时，更换完左配重块17、右配重块18与拨叉后，是可以重新调整好平衡机子系统，再又用物理补偿的方法来进行消除残余不平衡量，但这样既费时费力，又容易出错，得不偿失。因此提出了电气补偿。

现在以三缸曲轴校验转子为例，在实际操作过程中具体步骤如下：

1、首先，如图1和2所示，取一件非对称三缸曲轴校验转子13。将配重当量环12分别安装在如图1所示的非对称三缸曲轴校验转子13的三个连杆颈上，并通过所述内六角圆柱头螺钉8进行锁紧。最终经平衡后，已安装配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13剩余不平衡量要求是小于或等于0.5g·cm。

2、如图3所示，平衡机运转主轴15的左安装环9与右安装环10周向有间隔10°的安装螺孔M6，即每个安装环外周均设有36个安装螺孔11。

3、如图4和图5所示，将已安装完配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13放入平衡机系统的支承轴瓦上。

4、制作非对称非对称三缸曲轴校验转子13的过程：

当全部卸下三个连杆颈的配重当量环12后，非对称三缸曲轴校验转子13在进行平衡检测运转时，就会因卸下配重当量环12的质量而产生不平衡离心力(即动不平衡离心力)，因这个不平衡离心力特别大，所以使整个平衡机子系统的振动摆架装置会造成较大损害，加速装置的变形与传感器装置的损坏，更严重的是极大降低平衡精度与稳定性，这也就是当不带配重当量环12进行非对称三缸曲轴(或一缸、两缸)动平衡检测时要进行“物理补偿”的必要手段之一。

a.一些实施例可以在高精度双面卧式平衡机上，将已装好配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13，按该平衡机的操作与平衡检测规程进行平衡检测与校正，其不平衡校正可以采用去重方式在曲轴所示左一校正扇面4与所述右四校正扇面5进行减重(即去重校正)校正，将带配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13平衡到其剩余不平衡量≤0.5g·cm。

b.如图6所示，一些实施例中，也可以用同样的方法，就在本系统的平衡机子系统上，按本系统平衡机子系统的操作与平衡检测规程进行平衡检测与校正，同样将其平衡到剩余不平衡量≤0.5g·cm。这样，带配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13，就制作完成了。

5、将不带配重当量环12的非对称三缸曲轴校验转子13的配重当量环12等效到平衡机运转主轴15左安装环9和右安装环10位置上的左配重块17和右配重块18的量(物理补偿)

a.第一种方法是以平衡机运转主轴15左安装环9与右安装环10位置作为左右测量面，按本系统平衡机子系统的系统标定操作与平衡检测规程进行平衡检测标定工作调整好。如图4与图5所示，随后将非对称三缸曲轴校验转子13各连杆颈上的配重当量环12全部卸下；再卸下带配重当量环平衡检测用拔叉14，换装上不带配重当量环平衡检测用拔叉16；最后按本系统平衡机子系统的平衡检测规程进行，就可得到配重当量环12全部卸下后，配重当量环12的量等效到平衡机运转主轴15左安装环9和右安装环10位置上的左配重块17和右配重块18的量，即U_K左与U_K右的值，其中U_K左为配重当量环12的量等效到平衡机运转主轴15左安装环9位置上的左配重块17的量，U_K右为配重当量环12的量等效到平衡机运转主轴15右安装环10位置上的右配装块的量。

b、第二种方法是依据力学原理，将不带配重当量环12的量以力的合成与分解原理，等效到平衡机运转主轴15左安装环9和右安装环10位置上的左配重块17和右配重块18的量。

①由于非对称三缸曲轴校验转子13在本系统的平衡机子系统上的安装初始位置—曲轴第一连杆颈1垂直向上，我们以第一连杆颈1垂直向上为0°坐标，平衡检测时的旋转方向如图7所示，所以，第二连杆颈2的周向方向就为120°，第3连杆颈的周向方向就为240°。

②如图1、图2和图8所示，卸下的三个配重当量环12所产生的动不平衡离心力为：

U_D1＝U_D2＝U_D3＝m*R＝203g*37.5mm

＝7612.5g·mm≈761.3g·cm

其中，U_D1的角度为0°；U_D2的角度为120°；U_D3的角度为240°。

③按照力学原理与动平衡的原理与技术，将第二连颈上卸下配重当量环12而产生的动不平衡离心力分解，并分别合成到第一连杆颈1中心和三连杆颈中心。

U_D2的分解：U_D2分解到第1连杆颈中心截面上的值为：

U_D2分解到第三连杆颈3中心截面上的值为：

因为a＝b，所以U_D2分解到第1连杆颈和第2连杆颈中心截面的值相等，均为

如图9所示，再根据力的平行四边形法则，经过计算或作图法则，均可求出第二连杆颈2上卸下配重当量环12与第一连杆颈1上卸下配重当量环12、第二连杆颈2上卸下配重当量环12与第三连杆颈3上卸下配重当量环12，分别合成到第一连杆颈1中心截面、第三连杆颈3中心截面上的合成动不平衡离心力大小和角度。

合成到第1连杆颈中心截面的合力为：

其中，

合力的角度为30°。

合成到第3连杆颈中心截面的合力为：

其中，

合力的角度为210°。

④如图10所示，非对称三缸曲轴校验转子13的不平衡去重校正面分别为左一校正扇面4与右四校正扇面5，所以我们将分解到曲轴第一连杆颈1中心截面、第三连杆颈3中心截面上的合力，再分别等效到非对称三缸曲轴校验转子13的所述左一校正扇面4与所述右四校正扇面5上。

U_D1-2等效到左一校扇面中心截面的量为：

U_D左＝U_D1-2/30°*(a+b)/X

＝659.3g·cm*(72+72)/177.75

≈534.1g·cm

U_D左的角度为30°；

U_D3-2等效到右四校扇面中心截面的量为：

U_D右＝U_D3-2/210°*(a+b)/X

＝659.3g·cm*(72+72)/177.75

≈534.1g·cm

U_D右的角度为210°；

⑤如图11所示，再将等效到曲轴左一校正扇面4与右四校正扇面5中心截面上的量U_D左、U_D右分别等效到平衡机运转主轴15外壳体左安装环9、右安装环10位置上的量，方法与上一致。

U_D左等效到左安装环9位置上的量为：

U_K左＝U_D左/30°*X/K

＝534.1g·cm*177.75/155

≈612.5g·cm

U_K左的角度为30°。

U_D右等效到右安装环10位置上的量为：

U_K右＝U_D右/30°*X/K

＝534.1g·cm*177.75/155

≈612.5g·cm

U_K右的角度为210°。

⑥如图12所示，再将等效到平衡机运转主轴15外壳体左安装环9、右安装环10位置上的量，等效为左配重块17和右配重块18的质量。由于左配重块17和右配重块18是要安装在平衡机运转主轴15外壳体的安装环外径上，而安装环的外径为

半径为R87.5mm，所以左配重块17和右配重块18的内径也必须为

U_K左等效到左安装环9位置上的左配重块17质量与U_K右等效到右安装环10位置上右配重块18质量还要加上安装螺钉的质量。

我们取配重块的外圆直径为

配重块的周向弧度为25°，加上安装螺钉后，配重块质心半径为：R_z＝9.31cm；

最后得到配重块加上安装螺钉，其总质量为：

m_K左＝m_K右＝67.79g

这样配重块加上安装螺钉，其总质量乘以质心的半径为：

m_k左×R_z＝m_k右×R_z＝65.79g×9.31cm≈612.5g·cm

m_K左的安装角度为30°。

m_K右的安装角度为210°。

⑦如图13所示，最后分别将制作好的左配重块17与右配重块18，分别用安装螺钉安装到左安装环9位置上的30°与右安装环10位置上的210°位置。“物理补偿”完成。

6、按本系统平衡机子系统的操作与动平衡检测规程，测量出因装卸拨叉和左配重块17和右配重块18等装配误差产生的左、右残余不平衡量大小和角度，以实施“电气补偿”：

①如图14和图15所示，经过上述物理补偿过程完毕后，系统测量出——左一校正扇面4上的残余不平衡大小与角度为：

U_左1—左一校正扇面4上的残余不平衡量

α_左—左一校正扇面4上残余不平衡量角度

右四正正扇面上的残余不平衡大小与角度为：

U_右1—右四校正扇面5上的残余不平衡量

α_右—右四校正扇面5上残余不平衡量角度

②上述平衡检测出的左、右残余不平衡量大小和角度，自动传输给动平衡检测系统，动平衡检测系统会自动在左一测量校正面上添加一个大小与U_左1相等、方向与U_左1相反的量U_左2，在右四测量校正面上添加一个大小与U_右1相等、方向与U_右1相反的量U_右2(见附图14下所示)

〈3〉动平衡检测系统“电气补偿”所加载的量U_左2、U_右2加载完成后，左一测量校正面与右四测量校正面上的残余不平衡量就等于零。

即U_左1＝-U_左2 β_左＝α_左+180°

故U_左1+(-U_左2)＝0

U_右1＝-U_右2 β_右＝α_右+180°

故U_右1+(-U_右2)＝0

本申请除了针对非对称三缸曲轴可以进行双补偿自动平衡去重，针对单缸曲轴，两杠曲轴也可以进行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、取单个非对称三缸曲轴校验转子(13)，所述非对称三缸曲轴校验转子(13)包括第一连杆颈(1)、第二连杆颈(2)、第三连杆颈(3)，所述第一连杆颈(1)两侧远离所述第三连杆颈(3)的端面为左一校正扇面(4)，所述第三连杆颈(3)两侧远离所述第一连杆颈(1)的端面为右四校正扇面(5)；

S2、所述第一连杆颈(1)、第二连杆颈(2)、第三连杆颈(3)三者通过螺栓安装有配重当量环(12)，之后将已安装配重当量环(12)的非对称三缸曲轴校验转子(13)通过平衡机进行平衡，已安装配重当量环(12)的非对称三缸曲轴校验转子(13)的剩余不平衡量不大于Z；

S3、平衡机的运转主轴(15)一端设有左安装环(9)，所述运转主轴(15)的另一端设有右安装环(10)，所述左安装环(9)与所述右安装环(10)周壁均对称设有三十六个安装螺孔(11)，左配重块(17)通过安装螺孔(11)与所述左安装环(9)可拆卸连接，右配重块(18)通过安装螺孔(11)与所述右安装环(10)可拆卸连接；

S4、将步骤S2中已安装配重当量环(12)的非对称三缸曲轴校验转子(13)三个连杆颈上的配重当量环(12)卸下，然后将非对称三缸曲轴校验转子(13)放入平衡机的支承轴瓦上；

S5、将非对称三缸曲轴校验转子(13)的三个配重当量环(12)的量等效到平衡机运转主轴(15)左右安装环的左配重块(17)与右配重块(18)所形成的量，分别按左右配重角度安装好，完成物理配重补偿；

S6、利用平衡机子系统的操作与动平衡检测规程测量出所述左一校正扇面(4)上的残余不平衡量大小U_左1与残余不平衡量角度α_左，以及所述右四校正扇面(5)上的残余不平衡量大小U_右1与残余不平衡量角度α_右；

S7、将步骤S6中测量出的U_左1、α_左、U_右1、α_右自动传输给动平衡检测系统，动平衡检测系统自动在所述左一校正扇面(4)上添加一个大小与U_左1相等、方向与U_左1相反的量U_左2，且平衡机自动在所述右四校正扇面(5)上添加一个大小与U_右1相等、方向与U_右1相反的量U_右2；

S8、动平衡检测系统所加的量U_左2、U_右2加载完成后，所述左一校正扇面(4)与所述右四校正扇面(5)上的残余不平衡量为零，完成电气配重补偿。

2.根据权利要求1所述的非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法，其特征在于，非对称三缸曲轴校验转子(13)的制作过程包括：

对已安装配重当量环(12)的非对称三缸曲轴校验转子(13)进行平衡检测与校正，所述非对称三缸曲轴校验转子(13)通过去重方式在所述左一校正扇面(4)与所述右四校正扇面(5)进行去重校正，直至将已安装配重当量环(12)的非对称三缸曲轴校验转子(13)平衡到剩余不平衡量不大于Z。

3.根据权利要求1所述的非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法，其特征在于，非对称三缸曲轴校验转子(13)的制作过程包括：将已安装配重当量环(12)的非对称三缸曲轴校验转子(13)放置在平衡机子系统上，之后按平衡机子系统的操作与平衡检测规程进行平衡检测与校正，将已安装配重当量环(12)的非对称三缸曲轴校验转子(13)平衡到剩余不平衡量不大于Z。

4.根据权利要求1所述的非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法，其特征在于，步骤S5中，“将非对称三缸曲轴校验转子(13)的三个配重当量环(12)的量等效到平衡机运转主轴(15)左配重块(17)与右配重块(18)的量”包括：

S51、按平衡机子系统的系统标定操作与平衡检测规程进行平衡检测标定工作，并将左安装环(9)所在位置调整为左测量面，将右安装环(10)所在位置调整为右测量面；

S52、将非对称三缸曲轴校验转子(13)的配重当量环(12)全部卸下，并将带配重当量环平衡检测用拔叉(14)更换为不带配重当量环平衡检测用拔叉(16)；

S53、按平衡机子系统的平衡检测规程进行工作，即可得到配重当量环(12)全部卸下后，配重当量环(12)的量等效到平衡机运转主轴(15)的左配重块(17)与右配重块(18)的量，其中配重当量环(12)的量等效到平衡机运转主轴(15)的左配重块(17)的量为U _K左，配重当量环(12)的量等效到平衡机运转主轴(15)的右配重块(18)的量为U _K右。

5.根据权利要求1所述的非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法，其特征在于，步骤S5中，“将非对称三缸曲轴校验转子(13)的三个配重当量环(12)的量等效到平衡机运转主轴(15)左配重块(17)与右配重块(18)的量”包括：根据力的合成与分解原理，将非对称三缸曲轴校验转子(13)的三个配重当量环(12)的量等效到平衡机运转主轴(15)左配重块(17)与右配重块(18)的量。

6.根据权利要求1所述的非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法，其特征在于，所述配重当量环(12)包括上半环(6)与下半环(7)，所述上半环(6)与所述下半环(7)首尾相接，且所述上半环(6)与所述下半环(7)之间通过内六角圆柱头螺钉(8)可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的非对称曲轴双补偿自动平衡去重的方法，其特征在于，已安装配重当量环(12)的非对称三缸曲轴校验转子(13)的剩余不平衡量不大于0.5g ·cm。

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