專利名稱：動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡校正技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及動(dòng)平衡的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
在旋轉(zhuǎn)類產(chǎn)品中，由于其轉(zhuǎn)子無法做到完全平衡，當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生離心力，造成失衡、振動(dòng)，進(jìn)而引起更大的問題。因此動(dòng)平衡的優(yōu)劣程度直接決定產(chǎn)品的工作性能、使用壽命，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響。特別是目前設(shè)備向高速化、高效化和高精化方向發(fā)展，動(dòng)平衡的問題已日益突出，在一些領(lǐng)域成為了制約整個(gè)行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提升的關(guān)鍵因素。如具有廣泛應(yīng)用場(chǎng)合和巨大市場(chǎng)潛力的電動(dòng)工具行業(yè)，大量產(chǎn)品的工作速度已從每分鐘幾千轉(zhuǎn)向上萬轉(zhuǎn)、甚至幾萬轉(zhuǎn)攀升，帶來了同電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡性能直接相關(guān)的振動(dòng)烈度增大、使用噪聲提高以及產(chǎn)品壽命縮短等問題。另一方面，人類已開始遠(yuǎn)至宇宙深處進(jìn)行探索，小至納米空間進(jìn)行研究，帶來高科技的飛速發(fā)展，其中同樣離不開旋轉(zhuǎn)設(shè)備的應(yīng)用，這些設(shè)備的特點(diǎn)是高速、精密，對(duì)動(dòng)平衡的性能有更高的要求。因此，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡校正是一項(xiàng)具有巨大效益和深遠(yuǎn)意義的技術(shù)。
動(dòng)平衡校正分為動(dòng)平衡稱重(測(cè)量)和動(dòng)平衡去重(加工)兩個(gè)基本過程，即在完成不平衡量和相位測(cè)量的基礎(chǔ)上，采用一定的加工方式完成不平衡量的消除。顯然，動(dòng)平衡測(cè)量是校正的基礎(chǔ)，只有精確地測(cè)量不平衡量及其相位，才有可能在實(shí)施動(dòng)平衡去重后保證較高的轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡性能。
在現(xiàn)有技術(shù)中，動(dòng)平衡測(cè)量裝置一般包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)皮帶，測(cè)振支承、測(cè)振傳感器和相位傳感器，其中測(cè)振支承是測(cè)量裝置的關(guān)鍵部位，它由平行的兩副擺架組成，擺架上安裝有測(cè)振傳感器；驅(qū)動(dòng)皮帶由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，安裝于兩副擺架之間，皮帶方向平行于擺架；轉(zhuǎn)子置于兩塊擺架之間，貼合于驅(qū)動(dòng)皮帶，其兩端分別放在擺架上。
在進(jìn)行動(dòng)平衡測(cè)量時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子本身存在的不平衡量會(huì)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振蕩，并引起測(cè)振支承振動(dòng)，傳遞到測(cè)振傳感器上；傳感器感知到該振動(dòng)信號(hào)，并通過信號(hào)調(diào)理和分析處理，結(jié)合相位傳感器的信息，完成不平衡量及其相位的測(cè)量。顯然，測(cè)振支承是測(cè)量的關(guān)鍵所在，起到信息傳遞的橋梁作用，其靈敏度越高，測(cè)量精度就越高；其靈敏度越低，測(cè)量精度也越低。
現(xiàn)有的動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x中，擺架的種類有很多種，如倒置簧片型、懸臂梁型、滾動(dòng)元件型、擺型、剛性支承等，其中較為典型的是剛性支承和擺型擺架。剛性支承的擺架是剛性的，它安裝在地面上，不平衡力在傳遞到剛性擺架的同時(shí)也傳遞到地面上去，從而地面也成為支承系統(tǒng)的一部分，這樣將地面較低的彈性常數(shù)也帶入了動(dòng)平衡測(cè)量系統(tǒng)，引進(jìn)了地面的彈性誤差，降低了測(cè)量系統(tǒng)的精度；擺型擺架常常稱為秋千型擺架，它在工作時(shí)是進(jìn)行類似秋千的擺動(dòng)，它的固有頻率是按單擺公式計(jì)算的，因此具有較低的第一階固有頻率，其靈敏度和測(cè)量精度要高于剛性支承；另有一種彈性擺型擺架，它是擺型擺架的變型，以彈性構(gòu)件(即彈簧片)取代了擺型擺架的徑向支臂，它的固有頻率不僅與彈簧片的長(zhǎng)度有關(guān)，還有彈簧片的彈性常數(shù)和轉(zhuǎn)子的重量有關(guān)，因此它的靈敏度比擺型擺架更高，而為了使彈性擺型擺架的第一階固有頻率具有較低值，彈簧片必須做得很薄，所以這種擺架只能承受很小的側(cè)向力及偏置力，同時(shí)由于材料本身性能的影響，彈簧片也不可能做得無限薄，這就限制了其測(cè)量精度的進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x的測(cè)量精度，提供一種精度更高的動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x。
為此，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)皮帶，測(cè)振支承測(cè)振傳感器和相位傳感器，其特征在于測(cè)振支承由平行的兩副振動(dòng)體機(jī)構(gòu)組成，驅(qū)動(dòng)皮帶由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，安裝于兩副振動(dòng)體機(jī)構(gòu)之間，皮帶方向平行于振動(dòng)體機(jī)構(gòu)；振動(dòng)體機(jī)構(gòu)包括基座和支架，基座上開有孔穴，支架的下端伸入該孔穴中，其形狀與孔穴相配合；動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x還帶有氣源，所述基座的孔穴內(nèi)壁上開有若干個(gè)通氣孔，通氣孔另一端與氣源相通；支架的下端懸浮于基座的孔穴中，測(cè)振傳感器安裝在支架上。
進(jìn)一步地，支架下端與孔穴內(nèi)壁的間隙為2.5-30微米，表面粗糙度小于0.8。
支架下端設(shè)有一根彈性帶，彈性帶中段與支架下端固定，兩端固定在基座上。
本發(fā)明采用了空氣靜壓導(dǎo)軌技術(shù)，將支架通過氣體懸浮起來，由于空氣的動(dòng)力粘度極小，支架運(yùn)動(dòng)的阻力幾乎可以忽略不計(jì)，因此這種振動(dòng)體機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)靈敏度很高；在非振動(dòng)方向，較高的氣膜剛度可有效地限制支架下端的運(yùn)動(dòng)，這樣使振動(dòng)體機(jī)構(gòu)的橫向運(yùn)動(dòng)??；基座和支架組成的振動(dòng)體機(jī)構(gòu)有足夠的剛度，在整個(gè)工作頻率范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生任何模態(tài)振動(dòng)，因此其波形失真小，很適合在高精度特別是超高精度動(dòng)平衡測(cè)量中的應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的側(cè)視圖。
圖3、圖4是實(shí)施例1的測(cè)振支承的放大圖。
圖5、圖6是實(shí)施例2的測(cè)振支承的放大圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，圖2。本發(fā)明的動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x包括機(jī)架1，機(jī)架上部為測(cè)振支承，機(jī)架上裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和驅(qū)動(dòng)皮帶3，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子4放置于測(cè)振支承上，貼合于驅(qū)動(dòng)皮帶3，并由驅(qū)動(dòng)皮帶3驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)；測(cè)振支承由兩副平行的振動(dòng)體機(jī)構(gòu)組成，驅(qū)動(dòng)皮帶3裝在兩副振動(dòng)體機(jī)構(gòu)之間，平行于振動(dòng)體機(jī)構(gòu)；測(cè)振支承上安裝有測(cè)振傳感器8和相位傳感器7。測(cè)量時(shí)驅(qū)動(dòng)皮帶3轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)子4高速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子的不平衡量引起測(cè)振支承振動(dòng)，傳遞到測(cè)振傳感器8上，測(cè)振傳感器對(duì)該信號(hào)進(jìn)行調(diào)理和分析處理，并結(jié)合相位傳感器7的信息，完成不平衡量及其相位的測(cè)量。
參見圖3，圖4。在本實(shí)施例中，振動(dòng)體機(jī)構(gòu)包括基座5和支架9，基座5上開有孔穴51。圖3中，左面的振動(dòng)體機(jī)構(gòu)在基座的中間位置剖視，右面的振動(dòng)體機(jī)構(gòu)在基座的端部剖視，從圖中可見，本實(shí)施例中基座的孔穴形狀并非連續(xù)，而是呈兩端圓形，中段長(zhǎng)方形的形狀。支架9的下端91伸入基座的孔穴51中，其形狀與孔穴形狀相配合，也是兩端為圓形，中段為長(zhǎng)方形，91與51均加工為鏡面光潔度，兩者的間隙約為20微米。本實(shí)施例帶有一氣源10，可為動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x提供壓縮空氣，基座5上開有若干個(gè)通氣孔11，通氣孔11一端與氣源10相通，另一端通入孔穴51的內(nèi)壁上，當(dāng)孔穴51內(nèi)充滿壓縮空氣時(shí)，支架下端91懸浮于孔穴51中。轉(zhuǎn)子4放置于支架9的上端，當(dāng)轉(zhuǎn)子4高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，引起支架9的振動(dòng)，即支架下端91在孔穴51中的振動(dòng)；另一方面，91與51的中段為長(zhǎng)方形，使兩者只能進(jìn)行擺動(dòng)而不能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或橫向運(yùn)動(dòng)。測(cè)振傳感器8裝在支架9上，相位傳感器7為非接觸的光學(xué)傳感器，裝在轉(zhuǎn)子下方。支架下端設(shè)有一根彈性帶6，其中間與支架下端91固定，兩端固定在基座上，可起到阻尼作用，避免支架振動(dòng)太過激烈。
參見圖5，圖6。在本實(shí)施例中，振動(dòng)體機(jī)構(gòu)包括基座5和支架9，基座5上開有孔穴51。支架9的下端91伸入基座的孔穴51中，其形狀與孔穴形狀相配合，91與51均加工為鏡面光潔度，兩者的間隙約為15微米。本實(shí)施例帶有氣源，可為動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x提供壓縮空氣，基座5上開有若干個(gè)通氣孔11，通氣孔11一端與氣源相通，另一端通入孔穴51的內(nèi)壁上，當(dāng)孔穴51內(nèi)充滿壓縮空氣時(shí)，支架下端91懸浮于孔穴51中。轉(zhuǎn)子4放置于支架9的上端，當(dāng)轉(zhuǎn)子4高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，引起支架9的振動(dòng)，即支架下端91在孔穴51中的振動(dòng)；另一方面，91與51的形狀為方形，使兩者只能進(jìn)行擺動(dòng)而不能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或橫向運(yùn)動(dòng)。測(cè)振傳感器8裝在支架9上，相位傳感器7為非接觸的光學(xué)傳感器，裝在轉(zhuǎn)子下方。支架下端設(shè)有一根彈性帶6，其中間與支架下端91固定，兩端固定在基座上，可起到阻尼作用，避免支架振動(dòng)太過激烈。
權(quán)利要求
1.動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)皮帶，測(cè)振支承測(cè)振傳感器和相位傳感器，其特征在于測(cè)振支承由平行的兩副振動(dòng)體機(jī)構(gòu)組成，驅(qū)動(dòng)皮帶由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，安裝于兩副振動(dòng)體機(jī)構(gòu)之間，皮帶方向平行于振動(dòng)體機(jī)構(gòu)；振動(dòng)體機(jī)構(gòu)包括基座和支架，基座上開有孔穴，支架的下端伸入該孔穴中，其形狀與孔穴相配合；動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x還帶有氣源，所述基座的孔穴內(nèi)壁上開有若干個(gè)通氣孔，通氣孔另一端與氣源相通；支架的下端懸浮于基座的孔穴中，測(cè)振傳感器安裝在支架上。
2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x，其特征在于支架下端與孔穴內(nèi)壁的間隙為2.5-30微米，表面粗糙度小于0.8。
3.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x，其特征在于支架下端設(shè)有一根彈性帶，彈性帶中段與支架下端固定，兩端固定在基座上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)皮帶，測(cè)振支承測(cè)振傳感器和相位傳感器，其特征在于測(cè)振支承由平行的兩副振動(dòng)體機(jī)構(gòu)組成，驅(qū)動(dòng)皮帶由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，安裝于兩副振動(dòng)體機(jī)構(gòu)之間，皮帶方向平行于振動(dòng)體機(jī)構(gòu)；振動(dòng)體機(jī)構(gòu)包括基座和支架，基座上開有孔穴，支架的下端伸入該孔穴中，其形狀與孔穴相配合；動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x還帶有氣源，所述基座的孔穴內(nèi)壁上開有若干個(gè)通氣孔，通氣孔另一端與氣源相通；支架的下端懸浮于基座的孔穴中，測(cè)振傳感器安裝在支架上。本發(fā)明適合在高精度特別是超高精度動(dòng)平衡測(cè)量中的應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01M1/00GK1715858SQ20041006306
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2004年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月13日
發(fā)明者楊克己, 賈叔仕 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)