專利名稱：一種純機(jī)械式在線動(dòng)平衡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線動(dòng)平衡的動(dòng)平衡頭。
背景技術(shù)：
動(dòng)平衡技術(shù)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中占有重要地位。由于設(shè)計(jì)、加工、運(yùn)輸、安裝、材料特性等原因，旋轉(zhuǎn)機(jī)械很容易產(chǎn)生初始不平衡；運(yùn)行過(guò)程中的轉(zhuǎn)動(dòng)部件破損、剝落也會(huì)造成較大的不平衡。轉(zhuǎn)子不平衡將產(chǎn)生明顯的工頻振動(dòng)，影響轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的正常運(yùn)行。一旦振動(dòng)超標(biāo)，就需要對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡。目前，包括柔性轉(zhuǎn)子在內(nèi)的高速轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得非常成熟。但所采用的動(dòng)平衡過(guò)程是一個(gè)試重、加重的反復(fù)調(diào)整過(guò)程，要求頻繁地開停車，花費(fèi)較多人力、財(cái)力和時(shí)間。在線動(dòng)平衡是解決此問(wèn)題的一個(gè)很好的方法。
一般在線動(dòng)平衡系統(tǒng)主要包括兩部分一部分是安裝在被平衡機(jī)器轉(zhuǎn)子上的動(dòng)平衡頭，另一部分是控制器?？刂破靼▊鞲衅骷跋嚓P(guān)電路、驅(qū)動(dòng)器、控制軟件等。就目前技術(shù)水平而言，控制器部分已經(jīng)非常成熟，大量的工作主要集中在如何設(shè)計(jì)一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠和低成本的動(dòng)平衡頭。
目前主要有三種主流的動(dòng)平衡頭電機(jī)驅(qū)動(dòng)式機(jī)械動(dòng)平衡頭、噴液式動(dòng)平衡頭和電磁式動(dòng)平衡頭。在第一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)式機(jī)械動(dòng)平衡頭中有兩只電機(jī)。每只電機(jī)通過(guò)各自的絲桿或齒輪來(lái)連接配重。電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源和控制信號(hào)是由滑環(huán)來(lái)傳送的。通過(guò)控制電機(jī)來(lái)移動(dòng)配重就能產(chǎn)生合適的校正質(zhì)量。在第二中噴液式平衡頭中，有四個(gè)扇形的腔體。另有四只噴嘴，每一噴嘴對(duì)準(zhǔn)一個(gè)扇形腔體。通過(guò)噴射適當(dāng)質(zhì)量的液體到合適的腔體，就可以產(chǎn)生預(yù)期的校正質(zhì)量。在第三種電磁式平衡頭中，有兩只或三只滑盤，每只滑盤上有配重且可在外力的作用下周向轉(zhuǎn)動(dòng)。外力為電磁線圈通電后產(chǎn)生的電磁力?？刂齐姶帕湍軐⒒P移到指定的位置從而產(chǎn)生希望的校正質(zhì)量。這三種平衡頭的使用場(chǎng)合都有限制，一般都用在具有剛性轉(zhuǎn)子的機(jī)器上，且對(duì)使用的環(huán)境溫度也有限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、成本低的純機(jī)械式在線動(dòng)平衡頭。
本發(fā)明的純機(jī)械式在線動(dòng)平衡頭，其特征在于包括轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜止部件兩部分，轉(zhuǎn)動(dòng)部件是由二塊蓋板、四塊導(dǎo)向板和三塊分別夾在二塊導(dǎo)向板間的檔板迭置成一體的圓柱體，其中蓋板和各檔板分別具有直徑相同的中心孔，在每塊檔板的平面沿周向均布有四個(gè)孔，每塊導(dǎo)向板的中心具有偏心圓，偏心圓的直徑大于蓋板和檔板中心孔的孔徑，在每塊導(dǎo)向板的平面沿周向均布有四個(gè)孔，偏心圓通過(guò)導(dǎo)向滑道與其中的一個(gè)孔相連通，轉(zhuǎn)動(dòng)部件圓柱體中的每塊導(dǎo)向板依次相對(duì)前一塊導(dǎo)向板順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度，導(dǎo)向板的四個(gè)孔分別與檔板的四個(gè)孔連通，形成圓柱體內(nèi)部相互獨(dú)立且沿周向均布的四個(gè)容腔，靜止部件是由同軸線貼合套置的內(nèi)筒、中筒和外筒組成，在中筒上開有四條平行的螺線滑道，在外筒上開有上下兩排八只圓孔，其中上排四只圓孔分別與四條平行螺線滑道的上端口連通，下排四只圓孔分別與四條平行螺線滑道的下端口相連通，靜止部件的一端固定在支架上，另一端伸入轉(zhuǎn)動(dòng)部件圓柱體的中心孔中并與中心孔間留有間隙，置入中心孔中的外筒上的四只圓孔分別和由導(dǎo)向板與擋板或蓋板迭置形成的偏心導(dǎo)向槽相對(duì)應(yīng)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件圓柱體的一端面固定有連軸盤，連軸盤與轉(zhuǎn)軸緊固。
在線動(dòng)平衡頭轉(zhuǎn)動(dòng)部件內(nèi)部沿周向均布的四個(gè)彼此相互獨(dú)立的容腔用以存儲(chǔ)鋼珠，靜止部件固定在支架上，用來(lái)向旋轉(zhuǎn)部件不同的容腔投擲鋼珠。運(yùn)行過(guò)程中，電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸以及安裝在轉(zhuǎn)軸上的平衡頭轉(zhuǎn)動(dòng)部件旋轉(zhuǎn)，向靜止部件外筒上排的圓孔添加鋼珠，鋼珠經(jīng)螺旋滑道進(jìn)入旋轉(zhuǎn)部件不同的容腔內(nèi)，通過(guò)向不同的容腔填充不同數(shù)量的鋼珠可以調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量分布，從而實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)平衡。
本發(fā)明的基于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的在線動(dòng)平衡頭，不需要給旋轉(zhuǎn)部分供電，穩(wěn)定性相當(dāng)高。該在線動(dòng)平衡頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且壽命較長(zhǎng)，鋼珠大小可選，每次的加重質(zhì)量易調(diào)，使得動(dòng)平衡精度容易控制。這種平衡頭可用于高溫場(chǎng)合。


圖1是機(jī)械式在線動(dòng)平衡頭示意圖；圖2是導(dǎo)向板示意圖；圖3是擋板示意圖；圖4是蓋板示意圖；圖5是旋轉(zhuǎn)部件的分解圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，本發(fā)明的純機(jī)械式在線動(dòng)平衡頭包括轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜止部件兩部分，轉(zhuǎn)動(dòng)部件是由二塊蓋板3、四塊導(dǎo)向板4和三塊分別夾在二塊導(dǎo)向板4間的檔板5迭置成一體的圓柱體，各板的形狀如圖2，圖3，圖4所示，一般為圓形鋁板。
蓋板3和各檔板5分別具有孔徑相同的中心孔12和17，在每塊檔板5的平面沿周向均布有四個(gè)孔18，每塊導(dǎo)向板4的中心具有偏心圓14，偏心圓14的直徑大于蓋板3和檔板5中心孔的孔徑，在每塊導(dǎo)向板4的平面沿周向均布有四個(gè)孔13，偏心圓14通過(guò)導(dǎo)向滑道15與其中的一個(gè)孔13相連通。九塊板的相對(duì)裝配位置如圖5所示，二塊蓋板3分別在圓柱體的兩端，第二塊導(dǎo)向板相對(duì)第一塊導(dǎo)向板順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)了90度，以此類推，從左向右，每塊導(dǎo)向板依次相對(duì)前一塊導(dǎo)向板順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度放置，于是各導(dǎo)向滑道15依次順時(shí)針相差90度。每?jī)蓧K導(dǎo)向板之間放置擋板，形成四塊導(dǎo)向板夾三塊擋板的結(jié)構(gòu)，以此方式迭置形成的平衡頭，其導(dǎo)向板4的四個(gè)孔13分別與檔板5的四個(gè)孔18連通，而擁有四個(gè)90度間隔的容腔，每個(gè)容腔連通一個(gè)導(dǎo)向滑道。由于此滑道所在的導(dǎo)向板中心圓是一半徑大于擋板或蓋板中心圓的偏心圓，它與兩邊的擋板或蓋板形成一個(gè)360度圓周的偏心導(dǎo)向槽，因此進(jìn)入此偏心導(dǎo)向槽的鋼珠很容易順著導(dǎo)向槽進(jìn)入導(dǎo)向滑道15，最終進(jìn)入容腔體。為了避免鋼珠滯留在偏心導(dǎo)向槽中和避免停機(jī)時(shí)鋼珠從導(dǎo)向滑道滑出容腔體，可采用在容腔內(nèi)設(shè)置永久磁鐵，即在每塊導(dǎo)向板4的孔13和檔板5的孔18中裝置永久磁鐵19，用于定格已經(jīng)落入容腔的鋼珠。
靜止部件是由同軸線貼合套置的內(nèi)筒10、中筒7和外筒6組成，在中筒7上開有四條平行的螺線滑道8，在外筒6上開有上下兩排八只圓孔9，其中上排四只圓孔9分別與四條平行螺線滑道8的上端口連通，下排四只圓孔9分別與四條平行螺線滑道8的下端口相連通，靜止部件的一端固定在支架11上，另一端伸入轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱體的中心孔中，靜止部件外筒6的外徑較轉(zhuǎn)動(dòng)部件圓柱體中心孔的直徑略小，留有間隙，以使轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，保證兩者不發(fā)生碰摩。外筒6上的下排四只圓孔9分別和導(dǎo)向板與擋板或蓋板形成的偏心導(dǎo)向槽相對(duì)應(yīng)，平衡頭所用鋼珠的外徑應(yīng)較靜止部件和轉(zhuǎn)動(dòng)部件的間隙大，以避免卡鋼珠事件的發(fā)生。在轉(zhuǎn)動(dòng)部件圓柱體的一端面固定有連軸盤2，連軸盤2與轉(zhuǎn)軸1緊固，轉(zhuǎn)軸1貫穿靜止部件內(nèi)筒10支承在軸承上。
權(quán)利要求
1.一種純機(jī)械式在線動(dòng)平衡頭，其特征在于包括轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜止部件兩部分，轉(zhuǎn)動(dòng)部件是由二塊蓋板(3)、四塊導(dǎo)向板(4)和三塊分別夾在二塊導(dǎo)向板(4)間的檔板(5)迭置成一體的圓柱體，其中蓋板(3)和各檔板(5)分別具有直徑相同的中心孔(12)和(17)，在每塊檔板(5)的平面沿周向均布有四個(gè)孔(18)，每塊導(dǎo)向板(4)的中心具有偏心圓(14)，偏心圓(14)的直徑大于蓋板(3)和檔板(5)中心孔的孔徑，在每塊導(dǎo)向板(4)的平面沿周向均布有四個(gè)孔(13)，偏心圓(14)通過(guò)導(dǎo)向滑道(15)與其中的一個(gè)孔(13)相連通，轉(zhuǎn)動(dòng)部件圓柱體中的每塊導(dǎo)向板依次相對(duì)前一塊導(dǎo)向板順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度，導(dǎo)向板(4)的四個(gè)孔(13)分別與檔板(5)的四個(gè)孔(18)連通，形成圓柱體內(nèi)部相互獨(dú)立且沿周向均布的四個(gè)容腔，靜止部件是由同軸線貼合套置的內(nèi)筒(10)、中筒(7)和外筒(6)組成，在中筒(7)上開有四條平行的螺線滑道(8)，在外筒(6)上開有上下兩排八只圓孔(9)，其中上排四只圓孔(9)分別與四條平行螺線滑道(8)的上端口連通，下排四只圓孔(9)分別與四條平行螺線滑道(8)的下端口相連通，靜止部件的一端固定在支架(11)上，另一端伸入轉(zhuǎn)動(dòng)部件圓柱體的中心孔中并與中心孔間留有間隙，置入中心孔中的外筒(6)上的四只圓孔(9)分別和由導(dǎo)向板與擋板或蓋板迭置形成的偏心導(dǎo)向槽相對(duì)應(yīng)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件圓柱體的一端面固定有連軸盤(2)，連軸盤(2)與轉(zhuǎn)軸(1)緊固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純機(jī)械式在線動(dòng)平衡頭，其特征是在轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱體中相互獨(dú)的四個(gè)容腔中分別裝置有永久磁鐵(19)。
全文摘要
本發(fā)明的純機(jī)械式在線動(dòng)平衡頭包括轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜止部件兩部分，轉(zhuǎn)動(dòng)部件是由二塊蓋板、四塊導(dǎo)向板和三塊分別夾在二塊導(dǎo)向板間的檔板迭置成一體的圓柱體，圓柱體內(nèi)具有相互獨(dú)立且沿周向均布的四個(gè)容腔，靜止部件是由同軸線貼合套置的內(nèi)筒、中筒和外筒組成，中筒開有四條平行的螺線滑道，螺線滑道的上、下端口分別與設(shè)在外筒上、下排的孔連通，靜止部件的一端固定在支架上，另一端伸入轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱體的中心孔中，兩者間留有間隙，外筒下排的四個(gè)孔分別與轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱體的四個(gè)容腔相對(duì)應(yīng)。運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)從靜止部件的螺線滑道向旋轉(zhuǎn)部件的不同的容腔填充不同數(shù)量的鋼珠，可以調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量分布，從而實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)平衡。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F16F15/36GK1654849SQ20051004923
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2005年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月26日
發(fā)明者曾勝, 張加慶 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)