CN116765954A - 用于曲轴磨床的偏心校准系统 - Google Patents
用于曲轴磨床的偏心校准系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116765954A CN116765954A CN202310661454.2A CN202310661454A CN116765954A CN 116765954 A CN116765954 A CN 116765954A CN 202310661454 A CN202310661454 A CN 202310661454A CN 116765954 A CN116765954 A CN 116765954A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- balancing weight
- guide rail
- crankshaft
- motor output
- calibration system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 51
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 30
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 12
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
- B24B5/36—Single-purpose machines or devices
- B24B5/42—Single-purpose machines or devices for grinding crankshafts or crankpins
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
- B24B41/007—Weight compensation; Temperature compensation; Vibration damping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
- B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
- B24B41/061—Work supports, e.g. adjustable steadies axially supporting turning workpieces, e.g. magnetically, pneumatically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
- B24B47/10—Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces
- B24B47/12—Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces by mechanical gearing or electric power
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
- B24B5/35—Accessories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
- B24B5/36—Single-purpose machines or devices
- B24B5/42—Single-purpose machines or devices for grinding crankshafts or crankpins
- B24B5/421—Supports therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
- B24B5/36—Single-purpose machines or devices
- B24B5/42—Single-purpose machines or devices for grinding crankshafts or crankpins
- B24B5/428—Balancing means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于曲轴磨床的偏心校准系统,包括:感应块,设置在一个支架的配重块导轨的第一端处,该支架由电机驱动;四个感应开关,固定在该支架的支架主体上;以及处理器,被配置成计算在配重块安装于配重块导轨的中心位置的情况下感应块旋转经过四个感应开关时测得的电机输出扭矩,并基于所测得的电机输出扭矩来调整配重块在配重块导轨上的位置以补偿曲轴的偏心。利用本发明的偏心校准系统,能够快速判断和调整曲轴的偏心以提高工作效率;能够集成在现有设备结构上,机械改装工作量小、易操作且方便快捷;制造成本低且准确性高;并且可拓展至其他类似设备以准确判断偏心问题,从而提高曲轴加工精度、降低机械损耗并提高设备使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种偏心校准系统,尤其是用于曲轴磨床的偏心校准系统。本发明旨在用于针对于大型曲轴加工的配种调整应用,此处的大型指的是待加工工件最大可达五吨重,长度可达四米长。
背景技术
在现有的用于曲轴磨床的偏心校准系统中,通常在曲轴磨床的两个支架(即,头架和尾架)两侧增加能调整位置的配重块,通过手动调整配重块的位置从而减少因曲轴的偏心所产生的偏心扭矩。
这种针对大型的曲轴磨床的偏心校准依靠操作人员的经验完成,操作人员手动转动曲轴,通过观察转动的曲轴是否能在任意位置自由停止来判断是否实现了动平衡。
发明内容
有鉴于此,为了消除或减轻上述问题,本发明公开了一种用于曲轴磨床的偏心校准系统,所述曲轴磨床包括彼此间隔开的两个支架,所述两个支架中的每一个包括固定的支架主体以及能转动地连接至所述支架主体的支架转动部,所述支架转动部包括彼此间隔开且同轴布置的圆形的配重块支承转盘和曲轴支承转盘以及将所述配重块支承转盘和所述曲轴支承转盘固定连接的支架转轴,两个所述支架转动部的旋转轴线彼此重合,所述曲轴磨床被配置成在使用中,待处理的曲轴被固定在所述两个支架的两个所述曲轴支承转盘之间以与两个所述支架转动部一起转动;所述两个支架中的每一个还包括配重块,所述配重块被配置成能安装至沿直径方向设置于所述配重块支承转盘上的配重块导轨且能固定在所述配重块导轨上的任意位置处,两个所述配重块导轨彼此平行并且所述配重块导轨包括彼此相对的第一端和第二端,所述第一端和所述第二端位于所述配重块支承转盘的圆周上,在安装所述曲轴的初始位置中所述配重块导轨平行于竖直方向且所述第一端位于所述第二端上方,所述曲轴的质心在所述配重块支承转盘上的投影点位于所述配重块导轨上,其特征在于,所述偏心校准系统包括:感应块,所述感应块设置在所述两个支架中的一个支架的所述配重块导轨的所述第一端处,所述两个支架中的所述一个支架由电机驱动;四个感应开关,所述四个感应开关固定在所述一个支架的所述支架主体上且位于垂直于所述旋转轴线的同一平面中,所述平面平行于所述一个支架的所述配重块支承转盘所在的平面,所述四个感应开关位于以所述旋转轴线为中心的虚拟圆的圆周上,连接所述四个感应开关中的第一感应开关和第三感应开关的第一虚拟连线平行于所述竖直方向且经过所述虚拟圆的圆心,所述第一感应开关位于所述第三感应开关上方,并且连接所述四个感应开关中的第二感应开关和第四感应开关的第二虚拟连线垂直于所述竖直方向且经过所述虚拟圆的圆心;以及处理器,所述处理器被配置成:计算在所述配重块安装于所述配重块导轨的中心位置的情况下所述感应块旋转经过所述四个感应开关时测得的电机输出扭矩,并基于所测得的电机输出扭矩来调整所述配重块在所述配重块导轨上的位置以补偿所述曲轴的偏心。
进一步地,所述处理器还被配置成:通过逐渐增加所述电机的转速转速而得到由所述四个感应开关处的电机输出扭矩相对于转速的四条曲线构成的曲线图;以及基于所得到的曲线图来调整所述配重块在所述配重块导轨上的位置,并且计算在所述配重块安装于当前位置的情况下的曲线图,直至在曲线图中得到基本重合的所述四条曲线。
进一步地,所述处理器被配置成:在所述配重块安装于所述配重块导轨的中心位置的情况下计算出的曲线图中,如果同一转速下的所述四个感应开关处的电机输出扭矩相差较大并且所述第一感应开关处的电机输出扭矩最大且所述第三感应开关处的电机输出扭矩最小,则朝向所述配重块导轨的所述第二端调整所述配重块的位置。
进一步地,所述处理器被配置成:在所述配重块安装于所述配重块导轨的中心位置的情况下计算出的曲线图中,如果同一转速下的所述四个感应开关处的电机输出扭矩相差较大并且所述第一感应开关处的电机输出扭矩最小且所述第三感应开关处的电机输出扭矩最大,则朝向所述配重块导轨的所述第一端调整所述配重块的位置。
进一步地,所述处理器被配置成:当计算在所述配重块安装于各个位置的情况下的曲线图时,从0开始以100RPM的增量步进地增加转速,直至所述电机的电机最大设计转速。
进一步地,所述处理器被配置成:在每次增加转速以达到稳定速度之后,使所述支架的所述支架转动部旋转至少10圈。
进一步地,所述处理器被配置成:在所述配重块导轨上选取2n+1个特殊位置以将所述配重块导轨划分成2n个等长的位置区间,其中n为正整数。
进一步地,所述处理器被配置成:在针对所述曲轴确定出具有基本重合的所述四条曲线的曲线图之后,存储所述配重块所在的位置区间,以建立关于曲轴类型和配重块位置的数据库。
进一步地,所述处理器还被配置成:将在同一转速下测得的所述四个感应开关处的电机输出扭矩添加到以所述虚拟圆的圆心为原点且以所述第一虚拟连线和所述第二虚拟连线为坐标轴的直角坐标系中以模拟扭矩虚拟圆,从而获得扭矩分布圆度图;以及基于所述扭矩虚拟圆的圆度以及所述扭矩虚拟圆的中心相对于所述原点的偏离程度来确定朝向所述配重块导轨的所述第一端或所述第二端调整所述配重块的位置。
进一步地,所述扭矩分布圆度图包括在多个不同的转速下模拟的多个扭矩虚拟圆。
从上述方案中可以看出,由于本发明提出的布置方式,能够快速判断和调整曲轴的偏心以提高工作效率;能够集成在现有设备结构上,机械改装工作量小、易操作且方便快捷;制造成本低且准确性高;并且可拓展至其他类似设备以准确判断偏心问题,从而提高曲轴加工精度、降低机械损耗并提高设备使用寿命。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例,使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点,附图中:
图1是示出了根据本发明的实施例的曲轴磨床的示意性侧视图;
图2是示出了图1的曲轴磨床的示意性侧视图,其中待处理的曲轴安装在曲轴磨床上;
图3示出了根据本发明的实施例的曲轴磨床的支架及其一部分的细节;
图4是示出了根据本发明的实施例的偏心校准系统的示意性侧视图,其中偏心校准系统安装在曲轴磨床的由电机驱动的支架上;
图5是示出了图4的偏心校准系统的示意性侧视图,其中示例性地示出了配重块导轨上的多个特殊位置;
图6是示出了在实验一中得到的由四个感应开关处的电机输出扭矩相对于转速的四条曲线构成的曲线图;
图7是示出了在实验二中得到的由四个感应开关处的电机输出扭矩相对于转速的四条曲线构成的曲线图;
图8是示出了在实验三中得到的由四个感应开关处的电机输出扭矩相对于转速的四条曲线构成的曲线图;
图9是示出了在实验四中得到的由四个感应开关处的电机输出扭矩相对于转速的四条曲线构成的曲线图;
图10是示出了在实验五中得到的扭矩分布圆度图;
图11是示出了在实验六中得到的扭矩分布圆度图;以及
图12示出了根据本发明的实施例的偏心校准系统的输出设备上的示例性用户界面。
其中,附图标记如下:
100 曲轴磨床
200 曲轴
1 支架
10 偏心校准系统
11 支架主体
12 支架转动部
121 配重块支承转盘
122 曲轴支承转盘
13 配重块
A 旋转轴线
B 感应块
C1 虚拟圆
C2 扭矩虚拟圆
G 配重块导轨
G1 第一端
G2 第二端
S1 第一感应开关
S2 第二感应开关
S3 第三感应开关
S4 第四感应开关
T1 第一感应开关处的扭矩
T2 第二感应开关处的扭矩
T3 第三感应开关处的扭矩
T4 第四感应开关处的扭矩
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下举实施例对本发明进一步详细说明。本专利申请中关于人的名词和代词不限于具体性别。
结合图1至图5所示,本发明公开了一种用于曲轴磨床100的偏心校准系统10,其中结合图1至图3示意性地示出了曲轴磨床100及其部件,并且结合图4和图5示出了安装于其上的偏心校准系统10。
如图1和图2最佳示出的,曲轴磨床100可以包括彼此间隔开的两个支架1,即头架和尾架。两个支架1具有基本相同的结构并且彼此对准地布置。
如图1最佳示出的,两个支架1中的每一个可以包括固定的支架主体11以及能转动地连接至支架主体11的支架转动部12。通常,支架主体11被固定在地面或其他平坦安装表面上。
支架转动部12可以包括彼此间隔开且同轴布置的圆形的配重块支承转盘121和曲轴支承转盘122以及将配重块支承转盘121和曲轴支承转盘122固定连接的支架转轴(未示出)。支架转轴沿着支架转动部12的旋转轴线A延伸,由此实现配重块支承转盘121和曲轴支承转盘122围绕旋转轴线A的同步旋转。
此外,由于两个支架1彼此对准地布置,所以两个支架转动部12的旋转轴线A彼此重合,其中曲轴支承转盘122彼此面对。曲轴磨床100被配置成在使用中,待处理的曲轴200被固定在两个支架1的两个曲轴支承转盘122之间以与两个支架转动部12一起转动。在使用中,两个支架1中的一个支架(即头架或尾架)由电机驱动,而另一个支架是从动的。
两个支架1中的每一个还可以包括配重块13,配重块13被配置成能安装至沿直径方向设置于配重块支承转盘121上的配重块导轨G(例如,燕尾导轨)且能固定在配重块导轨G上的任意位置处。两个配重块导轨G彼此平行,也就是说,无论在任何旋转位置,位于两个支架1上的这两个配重块导轨G都彼此平行。配重块导轨G包括彼此相对的第一端G1和第二端G2,第一端G1和第二端G2都位于配重块支承转盘121的圆周上,话句话说,配重块导轨G是沿着配重块支承转盘121的完整直径延伸的。在安装曲轴200的初始位置中,配重块导轨G平行于竖直方向且第一端G1位于第二端G2上方,曲轴200的质心在配重块支承转盘121上的投影点位于配重块导轨G上。在此需要指出,在本领域中,对于曲轴200的安装是有特定要求的,在安装曲轴200时,配重块导轨G处于直立状态,曲轴200通常具有相对于中纵剖面镜像对称的结构,使得安装后的曲轴200的质心位于配重块导轨G和旋转轴线A所在的虚拟平面中,这样的特定要求在本领域中是已知的且在此不再进行赘述。
如图4和图5最佳示出的,偏心校准系统10可以包括感应块B、四个感应开关(即,第一感应开关S1、第二感应开关S2、第三感应开关S3和第四感应开关S4)以及处理器。
感应块B可以设置在两个支架1中的一个支架的配重块导轨G的第一端G1处,两个支架1中的该一个支架由电机驱动。
四个感应开关均可以固定在该一个支架的支架主体11上且位于垂直于旋转轴线A的同一平面中,该平面平行于该一个支架的配重块支承转盘121所在的平面。四个感应开关位于以旋转轴线A为中心的虚拟圆C1的圆周上,如参考图4中以虚线绘制的圆。连接第一感应开关S1和第三感应开关S3的第一虚拟连线平行于竖直方向且经过虚拟圆C1的圆心。第一感应开关S1位于第三感应开关S3上方。连接第二感应开关S2和第四感应开关S4的第二虚拟连线垂直于竖直方向且经过虚拟圆C1的圆心。从图4的视角看,在安装曲轴200的初始位置中,第一虚拟连线与配重块导轨G的延伸方向是重合的,并且感应块B邻近于第一感应开关S1。
处理器可以被配置成:计算在配重块13安装于配重块导轨G的中心位置(例如,图5所示的位置P0)的情况下感应块B旋转经过四个感应开关时测得的电机输出扭矩,并基于所测得的电机输出扭矩来调整配重块13在配重块导轨G上的位置,以补偿曲轴200的偏心,从而使得曲轴磨床能够实现尽可能平稳地旋转。
在本发明的第一实施例中,处理器还可以被配置成:通过逐渐增加电机的转速而得到由四个感应开关处的电机输出扭矩相对于转速的四条曲线构成的曲线图;以及基于所得到的曲线图来调整配重块13在配重块导轨G上的位置,并且计算在配重块13安装于当前位置的情况下的曲线图,直至在曲线图中得到基本重合的四条曲线。在曲线图中,如果电机输出扭矩相对于转速的四条曲线相差较大,例如超过用户设定的最高转速扭矩允许偏差,则表明存在显著的偏心问题;而如果这四条曲线基本重合,则表明配重块13已处于最佳偏心补偿位置,在此情况下曲轴磨床能够实现平稳的旋转。
具体地,处理器还可以被配置成:在配重块13安装于配重块导轨G的中心位置的情况下计算出的曲线图中,如果同一转速下的四个感应开关处的电机输出扭矩相差较大(例如,超过用户设定的最高转速扭矩允许偏差)并且第一感应开关S1处的电机输出扭矩最大且第三感应开关S3处的电机输出扭矩最小,则朝向配重块导轨G的第二端G2调整所述配重块13的位置;而如果同一转速下的四个感应开关处的电机输出扭矩相差较大并且第一感应开关S1处的电机输出扭矩最小且第三感应开关S3处的电机输出扭矩最大,则朝向配重块导轨G的第一端G1调整配重块13的位置。根据这样的原理,能够基于曲线图中得到的结果通过朝向适当方向逐渐调整配重块13在配重块导轨G上的位置,最终得到配重块13的最佳偏心补偿位置。
优选地,处理器还可以被配置成:当计算在配重块13安装于各个位置的情况下的曲线图时,从0开始以100RPM的增量步进地增加转速,直至电机的电机最大设计转速。此外,处理器还可以被配置成:在每次增加转速以达到稳定速度之后,使支架1的支架转动部12旋转至少10圈。例如,可以通过PLC程序分别采集感应块B经过各个感应开关时的电机输出扭矩,并对所有采集到的扭矩值采用均值滤波原理进行处理,这样的获取电机输出扭矩的方式在本领域中是已知的且在此不再进行赘述。
此外,所述处理器还可以被配置成:在配重块导轨G上选取2n+1个特殊位置以将配重块导轨G划分成2n个等长的位置区间,其中n为正整数。在n=1的情况下,在配重块导轨G上选取的三个特殊位置分别为配重块导轨G的中心位置以及配重块13能在该中心位置的两侧移动到的两个末端位置,这两个末端位置可以为配重块导轨G的第一端G1和第二端G2,也可以为在第一端G1或第二端G2的径向内侧的位置,但无论如何,这两个末端位置到中心位置的距离是相等的。由此,在n=1的情况下,配重块导轨G划分成2个等长的位置区间。此外,如图5所示,其中示例性地示出了n=2的情况,在配重块导轨G上选取的五个特殊位置分别为配重块导轨G的中心位置P0、配重块13能在该中心位置P0的两侧移动到的两个末端位置P1和P4、中心位置P0与末端位置P1的等分中心点位置P2以及中心位置P0与末端位置P4的等分中心点位置P3。由此,在n=2的情况下,配重块导轨G划分成4个等长的位置区间。在n大于2的情况下,则以此类推。处理器还可以被配置成:在针对特定的曲轴确定出具有基本重合的四条曲线的曲线图之后,存储配重块所在的位置区间,以建立关于曲轴类型和配重块位置的数据库。据此,针对特定类型的曲轴,数据库可以指导使用者快速找到配重块需要放置的精确位置区间,而且,配重块导轨G越细分(即,n越大),位置区间的范围就越准确。
下面将参考图6至图9所示的四个实验(即,实验一、实验二、实验三和实验四)的结果来详述本发明的原理,其中分别以T1、T2、T3和T4示出了第一感应开关处的扭矩、第二感应开关处的扭矩、第三感应开关处的扭矩和第四感应开关处的扭矩。
在对应于图6的实验一中,曲轴磨床空载而不加装曲轴,配重块13位于中心位置P0。从图6所示的曲线图中可以看出电机输出扭矩随着转速增大而逐渐增加,同一转速下的四个感应开关处的电机输出扭矩比较接近,也就是说四条曲线基本上重合,这表明配重块13所在的中心位置P0近似于支架转动部12的质心,此时可以实现平稳的旋转。
在对应于图7的实验二中,曲轴磨床空载而不加装曲轴,配重块13位于末端位置P1。从图7所示的曲线图中可以看出电机输出扭矩随着转速增大而逐渐增加,同一转速下的四个感应开关处的电机输出扭矩相差较大,也就是说四条曲线相差较大,其中第一感应开关S1处的电机输出扭矩最大且第三感应开关S3处的电机输出扭矩最小,这表明存在相对严重的偏心,曲轴磨床不适合进行加工,因为旋转会不平稳。
在对应于图8的实验三中,曲轴磨床带载而加装上曲轴,曲轴自身存在偏心,配重块13位于中心位置P0。从图8所示的曲线图中可以看出同一转速下的四个感应开关处的电机输出扭矩相差较大,也就是说四条曲线相差较大,其中第一感应开关S1处的电机输出扭矩最大且第三感应开关S3处的电机输出扭矩最小,这表明曲轴的质心偏向末端位置P1,据此需要朝向末端位置P4调整配重块13的位置。而且,通过实际观察也能够看到曲轴的主轴颈中心线靠近末端位置P1,这与曲线图中的结果相吻合。
在对应于图9的实验四中,曲轴磨床带载而加装上曲轴,曲轴自身存在偏心,与实验三相比朝向末端位置P4调整配重块13的位置而最终得到图9所示的结果。从图9所示的曲线图中可以看出同一转速下的四个感应开关处的电机输出扭矩比较接近,也就是说四条曲线基本上重合,这与实验一的结果很接近,这表明在配重块13所在的这一位置处,偏心被调整或补偿,使得能够实现平稳的旋转。
通过实验一到实验四的结果可以确定,由四个感应开关处的电机输出扭矩相对于转速的四条曲线构成的曲线图可以反馈出配重块13的位置是否合适,四条曲线越趋于重合则说明配重块13调整得越好。
在本发明的第二实施例中,处理器还可以被配置成:将在同一转速下测得的四个感应开关处的电机输出扭矩添加到以虚拟圆C1的圆心为原点且以第一虚拟连线和第二虚拟连线为坐标轴的直角坐标系中以模拟扭矩虚拟圆C2,从而获得扭矩分布圆度图;以及基于扭矩虚拟圆C2的圆度以及扭矩虚拟圆C2的中心相对于原点的偏离程度来确定朝向配重块导轨G的第一端G1或第二端G2调整配重块13的位置。特别地,扭矩分布圆度图包括在多个不同的转速下模拟的多个扭矩虚拟圆C2。
例如在图10或图11中示例性地示出了基于100RPM和1600RPM下测得的四个感应开关处的电机输出扭矩在直角坐标系中模拟的两个扭矩虚拟圆C2,较小的虚拟圆C2对应于100RPM且较大的虚拟圆C2对应于1600RPM,其中以虚线示出了基于相应的扭矩虚拟圆C2近似得出的正圆,该正圆的圆心约等于相应的扭矩虚拟圆C2的中心,即代表扭矩中心,由图中实心圆点示出,而图中的×表示转动中心。
下面将参考图10至图11所示的两个实验(即,实验五和实验六)的结果来详述本发明的原理。
在对应于图10的实验五中,曲轴磨床空载而不加装曲轴,配重块13位于中心位置P0。记录了同一转速下旋转一周所采集到的四个感应开关处的电机输出扭矩,其中在转速为100RPM时,在第一感应开关S1至第四感应开关S4处所测到的电机输出扭矩分别为0.7Nm、0.7Nm、0.8Nm、0.6Nm;而在转速为1600RPM时,电机输出扭矩分别为3.6Nm、3.5Nm、3.3Nm、3.5Nm。从图10所示的扭矩分布圆度图中可以看出扭矩虚拟圆C2的圆度较好,且扭矩虚拟圆C2的中心(即扭矩中心)与直角坐标系的原点(即转动中心)基本重合,这表明配重块13所在的中心位置P0近似于支架转动部12的质心,此时可以实现平稳的旋转。
在对应于图11的实验六中,曲轴磨床空载而不加装曲轴,配重块13位于末端位置P1。记录了同一转速下旋转一周所采集到的四个感应开关处的电机输出扭矩。从图11所示的扭矩分布圆度图中可以看出扭矩虚拟圆C2的圆度较差,且扭矩虚拟圆C2的中心朝向第一感应开关S1的方向偏离直角坐标系的原点,这表明存在相对严重的偏心,曲轴磨床不适合进行加工,因为旋转会不平稳。
基于这样的原理,在曲轴磨床带载时,可以从将配重块13放置在中心位置P0的情况开始进行检测,从所测得的扭矩分布圆度图直观地得出扭矩虚拟圆C2的圆度以及扭矩虚拟圆C2的中心相对于原点的偏离程度,并据此判断是否需要调整配重块13的位置,以及判断是朝向配重块导轨G的所述第一端G1还是朝向第二端G2调整配重块13的位置,直到获得类似于图10的扭矩分布圆度图的结果。
与第一实施例类似地,可以建立关于曲轴类型和配重块位置的数据库,以指导使用者针对特定的曲轴类型快速找到配重块需要放置的精确位置区间。
图12示出了根据本发明的实施例的偏心校准系统的输出设备上的示例性用户界面。也就是说,偏心校准系统10还可以包括输出设备,该输出设备包括用户界面,使用者可以简单地通过输入配重块调节行程、测试最高速度和最高速度扭矩允许偏差即可进行检测,并且从用户界面上直观地获得检测结果。
通过这样的布置方式,能够快速判断和调整曲轴的偏心以提高工作效率;能够集成在现有设备结构上,机械改装工作量小、易操作且方便快捷;制造成本低且准确性高;并且可拓展至其他类似设备以准确判断偏心问题,从而提高曲轴加工精度、降低机械损耗并提高设备使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制发明,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 (10)
1.一种用于曲轴磨床的偏心校准系统,所述曲轴磨床(100)包括彼此间隔开的两个支架(1),所述两个支架(1)中的每一个包括固定的支架主体(11)以及能转动地连接至所述支架主体(11)的支架转动部(12),所述支架转动部(12)包括彼此间隔开且同轴布置的圆形的配重块支承转盘(121)和曲轴支承转盘(122)以及将所述配重块支承转盘(121)和所述曲轴支承转盘(122)固定连接的支架转轴,两个所述支架转动部(12)的旋转轴线(A)彼此重合,所述曲轴磨床(100)被配置成在使用中,待处理的曲轴(200)被固定在所述两个支架(1)的两个所述曲轴支承转盘(122)之间以与两个所述支架转动部(12)一起转动;所述两个支架(1)中的每一个还包括配重块(13),所述配重块(13)被配置成能安装至沿直径方向设置于所述配重块支承转盘(121)上的配重块导轨(G)且能固定在所述配重块导轨(G)上的任意位置处,两个所述配重块导轨(G)彼此平行并且所述配重块导轨(G)包括彼此相对的第一端(G1)和第二端(G2),所述第一端(G1)和所述第二端(G2)位于所述配重块支承转盘(121)的圆周上,在安装所述曲轴(200)的初始位置中所述配重块导轨(G)平行于竖直方向且所述第一端(G1)位于所述第二端(G2)上方,所述曲轴(200)的质心在所述配重块支承转盘(121)上的投影点位于所述配重块导轨(G)上,其特征在于,所述偏心校准系统(10)包括:
感应块(B),所述感应块(B)设置在所述两个支架(1)中的一个支架的所述配重块导轨(G)的所述第一端(G1)处,所述两个支架(1)中的所述一个支架由电机驱动;
四个感应开关,所述四个感应开关固定在所述一个支架的所述支架主体(11)上且位于垂直于所述旋转轴线(A)的同一平面中,所述平面平行于所述一个支架的所述配重块支承转盘(121)所在的平面,所述四个感应开关位于以所述旋转轴线(A)为中心的虚拟圆(C1)的圆周上,连接所述四个感应开关中的第一感应开关(S1)和第三感应开关(S3)的第一虚拟连线平行于所述竖直方向且经过所述虚拟圆(C1)的圆心,所述第一感应开关(S1)位于所述第三感应开关(S3)上方,并且连接所述四个感应开关中的第二感应开关(S2)和第四感应开关(S4)的第二虚拟连线垂直于所述竖直方向且经过所述虚拟圆(C1)的圆心;以及
处理器,所述处理器被配置成:计算在所述配重块(13)安装于所述配重块导轨(G)的中心位置的情况下所述感应块(B)旋转经过所述四个感应开关时测得的电机输出扭矩,并基于所测得的电机输出扭矩来调整所述配重块(13)在所述配重块导轨(G)上的位置以补偿所述曲轴(200)的偏心。
2.根据权利要求1所述的用于曲轴磨床的偏心校准系统,其特征在于,所述处理器还被配置成:
通过逐渐增加所述电机的转速而得到由所述四个感应开关处的电机输出扭矩相对于转速的四条曲线构成的曲线图;以及
基于所得到的曲线图来调整所述配重块(13)在所述配重块导轨(G)上的位置,并且计算在所述配重块(13)安装于当前位置的情况下的曲线图,直至在曲线图中得到基本重合的所述四条曲线。
3.根据权利要求2所述的用于曲轴磨床的偏心校准系统,其特征在于,所述处理器被配置成:在所述配重块(13)安装于所述配重块导轨(G)的中心位置的情况下计算出的曲线图中,如果同一转速下的所述四个感应开关处的电机输出扭矩相差较大并且所述第一感应开关(S1)处的电机输出扭矩最大且所述第三感应开关(S3)处的电机输出扭矩最小,则朝向所述配重块导轨(G)的所述第二端(G2)调整所述配重块(13)的位置。
4.根据权利要求2所述的用于曲轴磨床的偏心校准系统,其特征在于,所述处理器被配置成:在所述配重块(13)安装于所述配重块导轨(G)的中心位置的情况下计算出的曲线图中,如果同一转速下的所述四个感应开关处的电机输出扭矩相差较大并且所述第一感应开关(S1)处的电机输出扭矩最小且所述第三感应开关(S3)处的电机输出扭矩最大,则朝向所述配重块导轨(G)的所述第一端(G1)调整所述配重块(13)的位置。
5.根据权利要求2所述的用于曲轴磨床的偏心校准系统,其特征在于,所述处理器被配置成:当计算在所述配重块(13)安装于各个位置的情况下的曲线图时,从0开始以100RPM的增量步进地增加转速,直至所述电机的电机最大设计转速。
6.根据权利要求5所述的用于曲轴磨床的偏心校准系统,其特征在于,所述处理器被配置成:在每次增加转速以达到稳定速度之后,使所述支架(1)的所述支架转动部(12)旋转至少10圈。
7.根据权利要求2所述的用于曲轴磨床的偏心校准系统,其特征在于,所述处理器被配置成:在所述配重块导轨(G)上选取2n+1个特殊位置以将所述配重块导轨(G)划分成2n个等长的位置区间,其中n为正整数。
8.根据权利要求7所述的用于曲轴磨床的偏心校准系统,其特征在于,所述处理器被配置成:在针对所述曲轴确定出具有基本重合的所述四条曲线的曲线图之后,存储所述配重块所在的位置区间,以建立关于曲轴类型和配重块位置的数据库。
9.根据权利要求1所述的用于曲轴磨床的偏心校准系统,其特征在于,所述处理器还被配置成:
将在同一转速下测得的所述四个感应开关处的电机输出扭矩添加到以所述虚拟圆(C1)的圆心为原点且以所述第一虚拟连线和所述第二虚拟连线为坐标轴的直角坐标系中以模拟扭矩虚拟圆(C2),从而获得扭矩分布圆度图;以及
基于所述扭矩虚拟圆(C2)的圆度以及所述扭矩虚拟圆(C2)的中心相对于所述原点的偏离程度来确定朝向所述配重块导轨(G)的所述第一端(G1)或所述第二端(G2)调整所述配重块(13)的位置。
10.根据权利要求9所述的用于曲轴磨床的偏心校准系统,其特征在于,所述扭矩分布圆度图包括在多个不同的转速下模拟的多个扭矩虚拟圆(C2)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310661454.2A CN116765954A (zh) | 2023-06-06 | 2023-06-06 | 用于曲轴磨床的偏心校准系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310661454.2A CN116765954A (zh) | 2023-06-06 | 2023-06-06 | 用于曲轴磨床的偏心校准系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116765954A true CN116765954A (zh) | 2023-09-19 |
Family
ID=88012574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310661454.2A Pending CN116765954A (zh) | 2023-06-06 | 2023-06-06 | 用于曲轴磨床的偏心校准系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116765954A (zh) |
-
2023
- 2023-06-06 CN CN202310661454.2A patent/CN116765954A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10073435B2 (en) | Reducing errors of a rotatory device, in particular for the determination of coordinates of a workpiece or the machining of a workpiece | |
US5148232A (en) | Laser apparatus and method for aligning a crankpin grinding machine | |
EP2181802A1 (en) | Grinding machine and grinding method | |
CN108284353B (zh) | 磨削加工装置以及磨削加工方法 | |
US9316476B2 (en) | Profile measuring instrument, adjusting method for profile measuring instrument, and profile measuring method | |
CN103857493A (zh) | 机床及用于测量工件的方法 | |
US6748806B2 (en) | Dynamic balancing system for computed tomography gantry | |
CN108332849A (zh) | 一种电主轴动态加载振动测试系统及测试方法 | |
US9505104B2 (en) | Dynamic balancing process and device for a rotating body | |
CN104019942B (zh) | 一种自适应的变载荷振动平台动平衡校正系统及方法 | |
CN102980724B (zh) | 回转体动平衡仪 | |
CN115638922A (zh) | 一种高速电机转子动平衡测试平台 | |
US20040215414A1 (en) | Method and apparatus for measuring and machining workpieces | |
CN116765954A (zh) | 用于曲轴磨床的偏心校准系统 | |
EP2485866B1 (en) | Workpiece holder of a machine tool with means for estimating the eccentricity of the workpiece | |
CN113543931A (zh) | 工业机械、偏心特定装置、偏心特定方法以及程序 | |
JP4415680B2 (ja) | 研削装置および研削方法 | |
CN208818424U (zh) | 一种电磁式在线动平衡系统 | |
JP2013071204A (ja) | 剛性測定方法および研削盤 | |
CN112334748A (zh) | 确定移动系统、特别是机床中的负载的质量和重心位置的方法 | |
JP2634854B2 (ja) | 研削砥石の動バランス取り方法 | |
JP4917197B2 (ja) | 研削装置の回転軸のアンバランス補正方法 | |
WO2020165855A1 (en) | System and method for balancing railway wheels | |
JP4292675B2 (ja) | 工作機械 | |
CN208383298U (zh) | 一种电主轴动态加载振动测试系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |