一種基于磁流變液電磁控制動(dòng)平衡的平衡頭結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于磁流變液電磁控制動(dòng)平衡的平衡頭結(jié)構(gòu)，包括平衡頭主體盤和端面蓋板，平衡頭主體盤中心兩端軸設(shè)有連接待平衡轉(zhuǎn)子或測(cè)試機(jī)構(gòu)的固定接口，平衡頭主體盤中心上部設(shè)有用于套裝導(dǎo)電滑環(huán)的軸，平衡頭主體盤主體部分開設(shè)有環(huán)形通槽，環(huán)形通槽的槽壁上開設(shè)有矩形槽，電磁鐵插裝在該矩形槽內(nèi)，端面蓋板蓋在平衡頭主體盤上將其整體封閉；解決中高速回轉(zhuǎn)體在運(yùn)行過程中因不平衡導(dǎo)致的振動(dòng)問題，平衡頭主體盤通過端面蓋板封閉，封閉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免了二次加注問題，使用方便持久。
【專利說明】一種基于磁流變液電磁控制動(dòng)平衡的平衡頭結(jié)構(gòu) 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡領(lǐng)域，具體涉及一種基于磁流變液電磁控制動(dòng)平 衡的平衡頭結(jié)構(gòu)。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 動(dòng)平衡技術(shù)作為一項(xiàng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的關(guān)鍵和基礎(chǔ)性的技術(shù)，一直受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界 的密切關(guān)注和重視。大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明轉(zhuǎn)子的不平衡通常是引起旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的主要原 因。不平衡會(huì)引起轉(zhuǎn)子的撓曲和內(nèi)應(yīng)力變化，使機(jī)器的振動(dòng)加劇，降低機(jī)器的工作效率，嚴(yán) 重時(shí)還會(huì)引起各種事故;不平衡不僅是旋轉(zhuǎn)機(jī)械主要的激振源，而且也是許多種自激振動(dòng) 的誘發(fā)因素。一旦平衡狀況得以改善，其他一些故障現(xiàn)象也將隨之緩解甚至消失。所以動(dòng)平 衡技術(shù)的發(fā)展與完善，對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)有著重要意義。
[0003] 轉(zhuǎn)子平衡從形式上主要分為兩個(gè)方面:一是離線平衡，即利用設(shè)備，主要指動(dòng)平衡 機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡測(cè)試與校正;一是現(xiàn)場(chǎng)平衡，主要應(yīng)用于拆卸困難、運(yùn)輸不便的現(xiàn)場(chǎng)工況 平衡。在線動(dòng)平衡是現(xiàn)場(chǎng)平衡中的一種，通過實(shí)時(shí)測(cè)量回轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)，根據(jù)測(cè)量的振動(dòng)確 定不平衡量大小和相角位置，并且通過實(shí)時(shí)添加補(bǔ)償質(zhì)量的方式，來取代停機(jī)后手動(dòng)添加 補(bǔ)償質(zhì)量的方式實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)平衡。平衡頭就是實(shí)現(xiàn)在不停機(jī)的狀態(tài)下進(jìn)行質(zhì)量補(bǔ)償?shù)年P(guān) 鍵，因此，平衡頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在線動(dòng)平衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 本發(fā)明的目的是提出一種用于中高轉(zhuǎn)速的基于磁流變液電磁控制動(dòng)平衡的平衡 頭結(jié)構(gòu)。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種基于磁流變液電磁控制動(dòng)平衡的平衡頭結(jié)構(gòu)，包括平衡頭主體盤和端面蓋 板，平衡頭主體盤上設(shè)置有垂直穿過平衡頭主體盤中心的中心軸，中心軸的兩端設(shè)有連接 待平衡轉(zhuǎn)子或測(cè)試機(jī)構(gòu)的固定接口，導(dǎo)電滑環(huán)套裝在平衡頭主體盤上部的中心軸上，平衡 頭主體盤主體部分開圍繞中心軸開設(shè)有環(huán)形通槽，環(huán)形通槽的槽壁上開設(shè)有矩形槽，電磁 鐵插裝在該矩形槽內(nèi)，端面蓋板蓋在平衡頭主體盤上將其整體封閉。
[0007] 進(jìn)一步，所述平衡頭主體盤環(huán)形通槽的內(nèi)側(cè)圓壁面和外側(cè)圓壁面上以120度角均 勻開設(shè)出內(nèi)外相對(duì)的三組矩形槽。
[0008] 進(jìn)一步，所述電磁鐵為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
[0009] 進(jìn)一步，所述平衡頭主體盤外緣上和端面蓋板上開設(shè)螺孔，端面蓋板通過螺栓固 定在平衡頭主體盤上將其封閉。
[0010] 進(jìn)一步，所述螺孔均勻間隔分布在沿平衡頭主體盤外緣和端面蓋板上。
[0011] 本發(fā)明基于磁流變液電磁控制動(dòng)平衡的平衡頭結(jié)構(gòu)，包括平衡頭主體盤和端面蓋 板，平衡頭主體盤主體部分開設(shè)有環(huán)形通槽，環(huán)形通槽的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)最大限度地承裝磁 流變液進(jìn)而提高平衡效能，實(shí)現(xiàn)一次儲(chǔ)液長(zhǎng)期使用，實(shí)現(xiàn)中高速情況下轉(zhuǎn)子不停車動(dòng)態(tài)平 衡，解決中高速回轉(zhuǎn)體在運(yùn)行過程中因不平衡導(dǎo)致的振動(dòng)問題;本結(jié)構(gòu)采用封閉通槽承裝 磁流變液，通過可控磁場(chǎng)控制磁流變液質(zhì)量位移的方式，無需考慮不斷加注液體的問題，封 閉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免了二次加注問題，使用方便持久。
[0012] 進(jìn)一步，本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在200r/min至3000r/min轉(zhuǎn)速情況下的轉(zhuǎn)子 動(dòng)平衡，通過端面蓋板外緣部分的螺孔和平衡頭主體盤外緣部分的螺孔的配合，將整個(gè)結(jié) 構(gòu)實(shí)現(xiàn)一體化，同時(shí)，螺孔還可以用于添加補(bǔ)償質(zhì)量以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明結(jié)構(gòu)自身的平衡。
[0013] 進(jìn)一步，導(dǎo)電滑環(huán)可以套裝在平衡頭主體盤中心上部的軸上，實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，解決 旋轉(zhuǎn)過程中電磁鐵導(dǎo)線引出的問題。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有平衡頭設(shè)計(jì)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0015] 1.補(bǔ)償質(zhì)量采用磁流變液，一種可在磁場(chǎng)作用下可發(fā)生位移的穩(wěn)定有機(jī)溶液；
[0016] 2.采用電磁控制方式實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)平衡，利用磁場(chǎng)作用下磁流變液發(fā)生可控位移為 基本原理，通過電流控制改變電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，改變并控制磁流變液分布質(zhì)量，從而 實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償質(zhì)量的在線添加；
[0017] 3.將電磁鐵插入平衡盤，實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)，解決了二者存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)復(fù)雜的磁場(chǎng) 控制問題；
[0018] 4.三個(gè)互為120度的電磁鐵，可滿足各方位角度的配平需求，同時(shí)精簡(jiǎn)了結(jié)構(gòu)零件 數(shù)量。 【【附圖說明】】
[0019] 圖1是本發(fā)明平衡頭整體裝配完成的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 其中：1為平衡頭主體盤;2為電磁鐵;3為端面蓋板;4為導(dǎo)電滑環(huán);5固定接口；6為 螺孔。 【【具體實(shí)施方式】】
[0021] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不限于這些實(shí)施例。
[0022] 如圖1所示，本發(fā)明用于中高轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線動(dòng)平衡的平衡頭結(jié)構(gòu)，包括平衡 頭主體盤1和端面蓋板3,平衡頭主體盤1主體部分開設(shè)有環(huán)形通槽用以承裝磁流變液同時(shí) 插裝三個(gè)電磁鐵2,環(huán)形通槽的槽壁上開設(shè)有矩形槽，電磁鐵2插裝在該矩形槽內(nèi)，平衡頭主 體盤1中心上部設(shè)有用于套裝導(dǎo)電滑環(huán)4的軸，外邊緣的螺孔6配合端面蓋板3用于密封通槽 的作用，在螺孔處還可以添加補(bǔ)償質(zhì)量用于本平衡自身的平衡校對(duì)，平衡頭主體盤上下兩 端為測(cè)試用固定接口 5,將本發(fā)明與平衡機(jī)相固定，用以定量測(cè)定本發(fā)明的平衡能力。
[0023] 該結(jié)構(gòu)的平衡頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所有部件一體化運(yùn)作，可直接安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)械上實(shí)現(xiàn) 動(dòng)態(tài)不停機(jī)情況下的平衡活動(dòng)，降低機(jī)械振動(dòng)，解決了以往機(jī)械式和注液式平衡頭結(jié)構(gòu)復(fù) 雜和二次注液等問題，本發(fā)明適用于中高速情況下轉(zhuǎn)子的在線動(dòng)平衡。
[0024]平衡頭主體盤中有360度通槽用于承裝磁流變液，同時(shí)，以120度夾角開出三組矩 形槽用于插入電磁鐵2。
[0025]電磁鐵2為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使得電磁鐵可插入平衡頭主體盤1中，實(shí)現(xiàn)一體化;導(dǎo)電滑環(huán) 4套裝在平衡頭主體盤1中心上部的軸上，安裝方便，采用導(dǎo)電滑環(huán)方式實(shí)現(xiàn)平衡頭整體隨 待平衡構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電磁鐵接線的接出。
[0026] 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用德國(guó)SCHENCK型號(hào)為HV2-30立式硬支承動(dòng)平衡機(jī)，通 過其內(nèi)置傳感器和計(jì)算機(jī)，可以實(shí)時(shí)顯示固定在其上的構(gòu)件的不平衡情況。在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)， 首先將本發(fā)明平衡頭通過下端固定接口 5固定在平衡機(jī)上，連接導(dǎo)線，注入磁流變液并封閉 之后，啟動(dòng)平衡機(jī)，將轉(zhuǎn)速設(shè)置為800r/min，通過直流電源對(duì)電磁鐵進(jìn)行供電，通過改變電 流大小可以實(shí)現(xiàn)平衡補(bǔ)償質(zhì)量的變化。
[0027] 下表提供了本發(fā)明逐漸改變供電電流大小后，不平衡量減少的情況：
[0029] 從表1中可以發(fā)現(xiàn):通過不斷提高電流強(qiáng)度進(jìn)而控制電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，在 164度位置附近，最初不平衡量為8.15g，通過本發(fā)明的校正，在電流達(dá)到1.5A時(shí)，不平衡量 已經(jīng)減弱到0.30g，為原始不平衡量的3.68%，不平衡情況得到了明顯的控制和修正。實(shí)驗(yàn) 表明，經(jīng)過本發(fā)明的平衡頭在線動(dòng)平衡后，不平衡情況得到了顯著的改善，本發(fā)明能夠有效 地對(duì)轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)在線平衡。
[0030] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳盡說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】?jī)H限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所 提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于磁流變液電磁控制動(dòng)平衡的平衡頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括平衡頭主體盤 (1)和端面蓋板(3)，平衡頭主體盤（1)上設(shè)置有垂直穿過平衡頭主體盤（1)中心的中心軸， 中心軸的兩端設(shè)有連接待平衡轉(zhuǎn)子或測(cè)試機(jī)構(gòu)的固定接口（5)，導(dǎo)電滑環(huán)(4)套裝在平衡頭 主體盤（1)上部的中心軸上，平衡頭主體盤（1)主體部分開圍繞中心軸開設(shè)有環(huán)形通槽，環(huán) 形通槽的槽壁上開設(shè)有矩形槽，電磁鐵(2)插裝在該矩形槽內(nèi)，端面蓋板(3)蓋在平衡頭主 體盤(1)上將其整體封閉。2. 如權(quán)利要求1所述的基于磁流變液電磁控制動(dòng)平衡的平衡頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述 平衡頭主體盤（1)環(huán)形通槽的內(nèi)側(cè)圓壁面和外側(cè)圓壁面上以120度角均勻開設(shè)出內(nèi)外相對(duì) 的二組矩形槽。3. 如權(quán)利要求1所述的基于磁流變液電磁控制動(dòng)平衡的平衡頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述 電磁鐵(2)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。4. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的基于磁流變液電磁控制動(dòng)平衡的平衡頭結(jié)構(gòu)，其特征 在于:所述平衡頭主體盤（1)外緣上和端面蓋板(3)上開設(shè)螺孔(6)，端面蓋板(3)通過螺栓 固定在平衡頭主體盤(1)上將其封閉。5. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的基于磁流變液電磁控制動(dòng)平衡的平衡頭結(jié)構(gòu)，其特征 在于:所述螺孔(6)均勻間隔分布在沿平衡頭主體盤(1)外緣和端面蓋板(3)上。
【文檔編號(hào)】F16F15/16GK105840732SQ201610182784
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】張西寧, 王奔, 張海星, 吳婷婷, 尤亞男
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)