專利名稱：超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械動(dòng)力學(xué)與振動(dòng)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備。
背景技術(shù)：
超微型轉(zhuǎn)子因?yàn)槠滟|(zhì)量小(小于10g)、尺寸小(直徑小于10mm)、長(zhǎng)徑比接近1，其動(dòng)平衡十分困難。由于工作轉(zhuǎn)速高，對(duì)平衡量精度要求高，現(xiàn)有的軟支承和硬支承的動(dòng)平衡方法均無(wú)法無(wú)效實(shí)現(xiàn)超微型轉(zhuǎn)子的不平衡量的測(cè)量。對(duì)于軟支承動(dòng)平衡機(jī)，平衡轉(zhuǎn)速在系統(tǒng)的共振點(diǎn)以上，要求平衡轉(zhuǎn)速高。除易損傷轉(zhuǎn)子支承表面外，還會(huì)因?yàn)槟Σ料禂?shù)的變化造成系統(tǒng)的自激振動(dòng)。由于不平衡量極小，受機(jī)架、皮帶傳動(dòng)等因素的影響，信噪比低，很難分離不平衡信號(hào)。對(duì)于硬支承動(dòng)平衡機(jī)，平衡轉(zhuǎn)速在系統(tǒng)的共振點(diǎn)以下，要求平衡轉(zhuǎn)速低。由于平衡轉(zhuǎn)速低，不平衡量引起的信號(hào)過小，信噪比小，同樣難以分離不平衡信號(hào)。綜上所述，市場(chǎng)上目前還沒有可以對(duì)超微型轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡測(cè)量的裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備，以在較低的轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)對(duì)超微型轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡的測(cè)量。為了解決上述問題，本實(shí)用新型的超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備采用以下技術(shù)方案:超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備，包括動(dòng)平衡機(jī)，動(dòng)平衡機(jī)包括機(jī)架以及設(shè)在機(jī)架上的支承裝置，支承裝置包括支承塊及設(shè)在支承塊下部的、剛度可調(diào)的支承件，支承裝置位于動(dòng)平衡機(jī)的共振點(diǎn)處且該支承裝置上設(shè)有單自由度阻尼裝置，機(jī)架上設(shè)有用于為待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的電機(jī)以及用于測(cè)量待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)傳感器，振動(dòng)傳感器連接有用于放大、分析和處理所述振動(dòng)信號(hào)并將其上傳至對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集模塊。所述電機(jī)連接有變頻器，變頻器與數(shù)據(jù)采集模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊還連接有測(cè)量待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器。所述電機(jī)連接有變頻器，所述支承塊呈V形，阻尼裝置為設(shè)在支承裝置兩側(cè)的油阻尼器。所述支承件為支承彈簧。所述振動(dòng)傳感器為非接觸式振動(dòng)傳感器。由于本實(shí)用新型的超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備在工作時(shí)是將待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子置于動(dòng)平衡機(jī)的共振點(diǎn)附近，并且在用于支承待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子的支承裝置上設(shè)有所述的阻尼裝置，可通過調(diào)整阻尼大小調(diào)整系統(tǒng)共振時(shí)的放大因子，使支承裝置變?yōu)榇郎y(cè)超微型轉(zhuǎn)子不平衡量的機(jī)械放大器，即將待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子的微小不平衡量引起的測(cè)量系統(tǒng)振動(dòng)放大，從而降低動(dòng)平衡機(jī)、電機(jī)以及數(shù)據(jù)采集環(huán)境因素等對(duì)不平衡信號(hào)的影響，從而從源頭提高不平衡信號(hào)的信噪比。由于有上述機(jī)械放大作用的存在，因此可適當(dāng)?shù)慕档痛郎y(cè)超微型轉(zhuǎn)子在測(cè)試時(shí)的平衡轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)了在較低的轉(zhuǎn)速下對(duì)超微型轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡的測(cè)量。更進(jìn)一步的，所述變頻器實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速乃至待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的方便調(diào)節(jié)；支承裝置下端設(shè)有安裝孔，可方便阻尼裝置的安裝；采用兩個(gè)支承裝置通過調(diào)節(jié)二者之間的距離以適應(yīng)不同大小的待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子；采用非接觸式振動(dòng)傳感器減小了動(dòng)平衡測(cè)量系統(tǒng)的附加質(zhì)量，可提高測(cè)量精度，保證支承裝置動(dòng)態(tài)特性穩(wěn)定。

圖1是本實(shí)用新型的超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子的安裝示意圖；圖3是圖2的俯視圖圖4是單自由度振動(dòng)系統(tǒng)幅頻特性曲線和相頻特性曲線；圖5是用本實(shí)用新型的超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備的實(shí)施例1測(cè)量的一組數(shù)據(jù)的曲線圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備的實(shí)施例1，如圖1-5所示，包括動(dòng)平衡機(jī)，動(dòng)平衡機(jī)包括機(jī)架51以及設(shè)在機(jī)架51上的支承裝置,本實(shí)施例中，支承裝置包括呈V形的支承塊52以及設(shè)在支承塊下部的支承件53，支承件53的剛度可以調(diào)節(jié)，本實(shí)施例中，支承件53采用支承彈簧，支承裝置具有兩個(gè)，兩個(gè)支承裝置沿待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子54的軸向依次設(shè)置，支承裝置位于動(dòng)平衡機(jī)的共振點(diǎn)處且該支承裝置上設(shè)有單自由度的阻尼裝置，阻尼裝置采用油阻尼器55，阻尼裝置分別位于支承裝置的兩側(cè)處，機(jī)架51上還設(shè)有用于為待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子54提供旋 轉(zhuǎn)動(dòng)力的電機(jī)56以及用于測(cè)量待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子54的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)傳感器57，電機(jī)56連接有變頻器58，變頻器58用以控制電機(jī)56的轉(zhuǎn)速，電機(jī)56在工作時(shí)通過皮帶59為待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子54提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，本實(shí)施例中振動(dòng)傳感器57采用非接觸式振動(dòng)傳感器，具體為激光測(cè)頭，振動(dòng)傳感器57連接有用于放大、分析和處理所述振動(dòng)信號(hào)并將其上傳至對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)60的數(shù)據(jù)采集模塊61，機(jī)架51上還設(shè)有用于測(cè)量待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器62，變頻器58及轉(zhuǎn)速傳感器62也與數(shù)據(jù)采集模塊連接。采用該設(shè)備對(duì)超微型轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡測(cè)量時(shí)，可將轉(zhuǎn)子裝配完畢后開啟動(dòng)平衡機(jī)以及電機(jī)，然后調(diào)整支承裝置的剛度以及阻尼裝置的阻尼系數(shù)，其中對(duì)支承裝置的剛度的調(diào)節(jié)是通過對(duì)支承件的剛度調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過電機(jī)調(diào)整待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子的平衡轉(zhuǎn)速，使待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子的共振頻率和振幅達(dá)到設(shè)定值；接下來(lái)通過振動(dòng)傳感器測(cè)量待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子的振動(dòng)信號(hào)并通過數(shù)據(jù)采集模塊將所述振動(dòng)信號(hào)放大、分析和處理后上傳給計(jì)算機(jī)，其中變頻器及轉(zhuǎn)速傳感器也與該數(shù)據(jù)采集模塊連接，最后通過計(jì)算機(jī)處理得出測(cè)量結(jié)果，其計(jì)算過程如下:
權(quán)利要求1.超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備，其特征在于，包括動(dòng)平衡機(jī)，動(dòng)平衡機(jī)包括機(jī)架以及設(shè)在機(jī)架上的支承裝置，支承裝置包括支承塊及設(shè)在支承塊下部的、剛度可調(diào)的支承件，支承裝置位于動(dòng)平衡機(jī)的共振點(diǎn)處且該支承裝置上設(shè)有單自由度阻尼裝置，機(jī)架上設(shè)有用于為待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的電機(jī)以及用于測(cè)量待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)傳感器，振動(dòng)傳感器連接有用于放大、分析和處理所述振動(dòng)信號(hào)并將其上傳至對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述電機(jī)連接有變頻器，變頻器與數(shù)據(jù)采集模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊還連接有測(cè)量待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述電機(jī)連接有變頻器，所述支承塊呈V形，阻尼裝置為設(shè)在支承裝置兩側(cè)的油阻尼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述支承件為支承彈黃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述振動(dòng)傳感器為非接觸式振動(dòng)傳感器 。
專利摘要本實(shí)用新型涉及機(jī)械動(dòng)力學(xué)與振動(dòng)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種超微型轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡測(cè)量設(shè)備。該設(shè)備包括動(dòng)平衡機(jī)，動(dòng)平衡機(jī)包括機(jī)架以及設(shè)在機(jī)架上的支承裝置，支承裝置包括支承塊及設(shè)在支承塊下部的、剛度可調(diào)的支承件，支承裝置位于動(dòng)平衡機(jī)的共振點(diǎn)處且該支承裝置上設(shè)有單自由度阻尼裝置，機(jī)架上設(shè)有用于為待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的電機(jī)以及用于測(cè)量待測(cè)超微型轉(zhuǎn)子的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)傳感器，振動(dòng)傳感器連接有用于放大、分析和處理所述振動(dòng)信號(hào)并將其上傳至對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集模塊。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了在較低的轉(zhuǎn)速下對(duì)超微型轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01M1/16GK203083773SQ20132005609
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者李濟(jì)順, 馬偉, 楊芳, 隋新, 劉春陽(yáng), 薛玉君 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)