專利名稱：一種動平衡試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種動平衡試驗臺，尤其是用于航空發(fā)動機(jī)零件的高速動平衡測試和校正的動平衡試驗臺。
背景技術(shù)：
作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的零部件，例如各種傳動軸、主軸、電動機(jī)和汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子等，統(tǒng)稱為回轉(zhuǎn)體。在理想的情況下，回轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時與不旋轉(zhuǎn)時，對軸承產(chǎn)生的壓力是一樣的，這樣的回轉(zhuǎn)體是平衡的回轉(zhuǎn)體。但工程中的各種回轉(zhuǎn)體，由于材質(zhì)本身的缺陷以及設(shè)計、加工及裝配中產(chǎn)生的誤差等多種因素，使得回轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)時，其上每個微小質(zhì)點產(chǎn)生的離心慣性力不能相互抵消，離心慣性力通過軸承作用到機(jī)械及其基礎(chǔ)上，引起振動，產(chǎn)生了噪音，加速軸承磨損，縮短了機(jī)械壽命，嚴(yán)重時能造成破壞性事故。為此，必須對轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡，使其達(dá)到允許的平衡精度等級，或使因此產(chǎn)生的機(jī)械振動幅度降在允許的范圍內(nèi)。動平衡，就是在·轉(zhuǎn)子兩個校正面上同時進(jìn)行校正平衡，保證校正后的剩余不平衡量在轉(zhuǎn)子動態(tài)時處于許用不平衡量的規(guī)定范圍內(nèi)。航空發(fā)動機(jī)是非常精密的設(shè)備，其中包含了大量進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的回轉(zhuǎn)體，因此，高速動平衡是航空發(fā)動機(jī)研制中必不可少的技術(shù)要求。由于高速動平衡的試驗方法特殊，技術(shù)含量高，加之國外進(jìn)行了商業(yè)技術(shù)封鎖，國內(nèi)尚處于摸索初期。因此，有必要設(shè)計出一種動平衡試驗臺，其能夠?qū)⒋郎y試零件進(jìn)行精確定位和安裝，并使其達(dá)到需要的工作轉(zhuǎn)速，從而準(zhǔn)確測量各項試驗數(shù)據(jù)。針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述需求，目前尚未提出有效的解決方案。

實用新型內(nèi)容本實用新型的主要目的是提供一種能夠?qū)Υ郎y試零件進(jìn)行精確定位和安裝的動平衡試驗臺，其結(jié)構(gòu)簡單，定位準(zhǔn)確，操作方便，試驗過程穩(wěn)定、可靠。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種動平衡試驗臺，包括機(jī)座、剛性擺架、夾具、傳動軸和安裝有傳感器的傳感器安裝架；所述剛性擺架包括第一擺架和第二擺架，它們分別設(shè)置在所述機(jī)座的兩端；所述第一擺架和第二擺架上分別固定設(shè)置有第一夾具和第二夾具，所述第一夾具定位和支撐所述傳動軸，所述第二夾具定位和支撐待測試零件，所述傳動軸與待測試零件相互連接；所述傳感器安裝架設(shè)置在所述第一擺架和第二擺架之間。根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案，通過在機(jī)座上安裝一對剛性擺架，再使用夾具將傳動軸和待測試的零件定位和支撐在一對剛性擺架之間，并將安裝有傳感器的傳感器安裝架設(shè)置在所述剛性擺架之間，構(gòu)成了動平衡試驗臺的主體，其結(jié)構(gòu)簡單，保證了待測零件的定位準(zhǔn)確性，操作方便，確保了試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。進(jìn)一步地，在所述動平衡試驗臺中，所述第一擺架和所述第二擺架沿所述機(jī)座的軸線方向可移動地設(shè)置在所述機(jī)座上。由此，可以根據(jù)測試的不同要求調(diào)整所述第一擺架或第二擺架的橫向位置，操作方便。進(jìn)一步地，在所述動平衡試驗臺中，所述傳感器安裝架沿所述機(jī)座的軸線方向可移動地設(shè)置在所述機(jī)座上。由此，可以靈活地調(diào)整所述傳感器安裝架的橫向位置，便于其上安裝的傳感器進(jìn)行測試工作。進(jìn)一步地，在所述動平衡試驗臺中，所述傳感器安裝架包括支架本體、第一支桿、第二支桿和第三支桿，所述第一支桿在所述支架本體的空腔內(nèi)可上下伸縮，所述第二支桿和所述第三支桿均設(shè)置在所述第一支桿的頂端。由此，可以調(diào)整所述傳感器安裝架的高度，有利于將其上的傳感器置于合適的工作位置。進(jìn)一步地，在所述動平衡試驗臺中，所述第二支桿和所述第三支桿相互垂直，它們的一端交匯于所述第一支桿的頂端。由此，可以將例如軸之類的待測試零件置于所述第二支桿和第三支桿構(gòu)成的直角范圍內(nèi)，方便對零件進(jìn)行測試。進(jìn)一步地，在所述動平衡試驗臺中，所述第二支桿和所述第三支桿分別具有可伸縮的臂，傳感器安裝在所述臂上。由此，可以調(diào)整所述第二支桿和所述第三支桿的延伸長度，從而更有利于調(diào)整傳感器的位置。進(jìn)一步地，在所述動平衡試驗臺中，所述傳動軸包括相互連接的第一連接軸和第二連接軸。由此，如果傳動軸和零件之間產(chǎn)生了定位誤差，可以通過所述第一連接軸和第二連接軸之間的連接來調(diào)整或補(bǔ)償所述定位誤差，從而提高了傳動軸和零件之間的同軸度。進(jìn)一步地，在所述動平衡試驗臺中，所述第一連接軸具有漸開線直齒花鍵，所述第二連接軸具有漸開線鼓形齒花鍵，所述第一連接軸和所述第二連接軸通過所述漸開線直齒花鍵和所述漸開線鼓形齒花鍵相互連接。由此，通過在所述傳動軸的中間連接部分形成了漸開線直齒-漸開線鼓形齒的連接結(jié)構(gòu)，利用鼓形齒的結(jié)構(gòu)擴(kuò)大了接觸齒面，從而提高了所述傳動軸的誤差補(bǔ)償能力，有利于提高整個傳動機(jī)構(gòu)的同軸度。

說明書附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是根據(jù)本實用新型的動平衡試驗臺的部分結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2 Ca)是根據(jù)本實用新型的剛性擺架的正視圖；圖2 (b)是根據(jù)本實用新型的剛性擺架的俯視圖；圖3是根據(jù)本實用新型的傳動軸的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本實用新型的傳感器安裝架的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
需要說明的是，在沒有明確限定或不沖突的情況下，本實用新型的各個實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本實用新型。為了滿足對航空發(fā)動機(jī)的零部件進(jìn)行高速動平衡試驗的需求，本實用新型提供了一種動平衡試驗臺，包括機(jī)座、剛性擺架、夾具、傳動軸和安裝有傳感器的傳感器安裝架。圖I是根據(jù)本實用新型的動平衡試驗臺的部分結(jié)構(gòu)的示意圖，機(jī)座(圖中未示出)設(shè)置于例如牢固的地面上，作為支撐整個動平衡試驗臺的基礎(chǔ)。在所述機(jī)座上設(shè)置了一對剛性擺架(圖中未示出)，其包括分別在機(jī)座兩端相對設(shè)置的第一擺架和第二擺架，所述第一擺架和第二擺架分別與設(shè)置于其上的第一夾具I和第二夾具2定位連接。所述第一夾具I用于定位和支撐所述傳動軸3，所述第二夾具2用于定位和支撐待測試的零件4，所述傳動軸3與零件4相互連接。傳感器安裝架(圖中未示出)設(shè)置在所述第一擺架和第二擺架之間，用于安裝測試零件各項數(shù)據(jù)的一個或多個傳感器。驅(qū)動軸(圖中未示出)通過例如彈性聯(lián)軸器連接至所述動平衡試驗臺左側(cè)的傳動軸3，將旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞給零件4，使得零件4高速旋轉(zhuǎn)達(dá)到工作轉(zhuǎn)速，此時，可以利用傳感器安裝架上的傳感器對零件4進(jìn)行各項測試，再利用測試結(jié)果對零件4進(jìn)行校正，通過反復(fù)測試和校正，使得所述零件最終符合動平衡要求。圖2 Ca)是根據(jù)本實用新型的剛性擺架的正視圖，圖2 (b)是根據(jù)本實用新型的剛性擺架的俯視圖。如圖2 (a)和2 (b)所示，所述剛性擺架是具有剛性的框架結(jié)構(gòu)，在其頂面的中心處設(shè)置有上鍵5，每個剛性擺架通過所述上鍵5與相應(yīng)的夾具進(jìn)行定位，并通過連接機(jī)構(gòu)與該夾具穩(wěn)固相連。在每個剛性擺架的底面還設(shè)置有下鍵6，在機(jī)座的導(dǎo)軌的相應(yīng) 位置上開設(shè)有沿機(jī)座軸線方向(即圖(a)和2 (b)所示的左右方向)延伸的鍵槽(圖中未示出)，下鍵6與鍵槽之間有一定程度的間隙，使得剛性擺架可以沿機(jī)座軸線方向移動，從而調(diào)整其位置，以便測試各種不同規(guī)格的零件。所述剛性擺架可以通過安裝在機(jī)座上的例如齒輪或鏈輪機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)所述位置移動，當(dāng)然，也可以采用其它常見的方式來實現(xiàn)。當(dāng)剛性擺架的位置確定后，可以通過固定裝置限制其移動。再回到圖1，位于動平衡試驗臺左側(cè)的第一夾具I下端與第一擺架鍵連接，第一夾具為傳動軸3提供支撐和定位；與之對應(yīng)，位于動平衡試驗臺右側(cè)的第二夾具2下端與第二擺架鍵連接，第二夾具為待測試的零件4提供支撐和定位，所述零件例如是一根長軸。通過調(diào)整第一夾具I和第二夾具2，使得傳動軸3和零件4彼此準(zhǔn)確定位，以便相互連接。圖3是根據(jù)本實用新型的傳動軸的安裝結(jié)構(gòu)示意圖，在該圖中示出了傳動軸3和零件4相互連接的狀態(tài)。其中，傳動軸3與傳統(tǒng)的一根剛性軸的結(jié)構(gòu)不同，其包括相互連接的兩個部分第一連接軸7和第二連接軸8。從而，當(dāng)傳動軸與零件定位中心出現(xiàn)誤差時，可以通過第一連接軸和第二連接軸之間的連接來予以調(diào)整和補(bǔ)償，有利于保證傳動軸和零件之間的同軸度。在本實施例中，第一連接軸7的左側(cè)連接部位于左端面上，通過例如彈性聯(lián)軸器與驅(qū)動軸相連，從而傳遞驅(qū)動軸的扭矩。第一連接軸7的右側(cè)連接部位于軸內(nèi)孔的內(nèi)圓周面上，該連接部具有漸開線直齒花鍵。第二連接軸8包括分別位于軸主體兩端的頭部，左側(cè)頭部上的連接部具有漸開線鼓形齒花鍵，其與第一連接軸7的右側(cè)連接部上的漸開線直齒花鍵相匹配，實現(xiàn)了第二連接軸8與第一連接軸7之間的相互連接。第二連接軸8右側(cè)頭部上的連接部可以具有漸開線直齒花鍵，其與零件4配合連接，從而通過所述傳動軸，驅(qū)動軸的扭矩最終傳遞給零件4。由此，通過在所述傳動軸的中間連接部分形成了漸開線直齒-漸開線鼓形齒的連接結(jié)構(gòu)，利用鼓形齒的結(jié)構(gòu)擴(kuò)大了接觸齒面，從而提高了所述傳動軸的誤差補(bǔ)償能力，有利于提高整個傳動機(jī)構(gòu)的同軸度。所述漸開線直齒花鍵和漸開線鼓形齒花鍵的齒形最好采用相同的公差等級、齒數(shù)、模數(shù)和壓力角，以方便制造和組合，例如可以采用6H公差等級、齒數(shù)為16、模數(shù)2、壓力角30度。如圖3所示，還可以在所述第一連接軸7的外圓周面上設(shè)置角接觸球軸承9，所述角接觸球軸承安裝在固定定位套10上，所述固定定位套固定連接至第二夾具2。所述角接觸球軸承能承受以徑向載荷為主的徑向、軸向聯(lián)合載荷，從而能夠更好地保證傳動軸和零件之間的同軸度、配合精度和穩(wěn)定性。優(yōu)選地，為了減輕第一連接軸7的重量并降低成本，第一連接軸7為空心軸，但第一連接軸左側(cè)部分具有較小的空心內(nèi)徑，以便于形成左側(cè)連接部并提高其連接強(qiáng)度，第一連接軸右側(cè)的連接部形成在空心孔的內(nèi)圓周面上。圖4是根據(jù)本實用新型的傳感器安裝架的結(jié)構(gòu)示意圖，所述傳感器安裝架設(shè)置在所述第一擺架和第二擺架之間，用于安裝傳感器，以便測量零件的各項測試數(shù)據(jù)。傳感器安裝架11可以通過螺栓裝置等固定安裝在機(jī)座上，也可以沿機(jī)座軸線方向可移動地設(shè)置，從
而可以沿該軸線方向調(diào)整其位置，以滿足不同的測試條件。如圖4所示，傳感器安裝架11包括支架本體12、第一支桿13、第二支桿14和第三支桿15。支架本體12可以是例如帶空腔的結(jié)構(gòu)，使得第一支桿13可在支架本體12內(nèi)部的空腔中上下伸縮，從而改變傳感器安裝架11的整體高度，一旦確定合適的高度之后，第一支桿13可以通過固定裝置固定在支架本體12上。所述第二支桿和第三支桿均設(shè)置在所述第一支桿的頂端，優(yōu)選為第二支桿14和第三支桿15相互垂直，它們的一端交匯于第一支桿13的頂端。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)對例如軸之類的零件進(jìn)行測試時，所述零件4位于所述第二支桿14和第三支桿15所構(gòu)成的直角范圍內(nèi)，也就是說兩個支桿將待測試零件“包夾”在中間，從而可以更方便地對零件4進(jìn)行各項數(shù)據(jù)的測量。第二支桿14和第三支桿15均帶有可伸縮的臂，所述臂通過固定裝置固定在合適的位置。根據(jù)測試需要，可將傳感器16安裝在第二支桿14和第三支桿15各自的臂上的合適位置。通過所述傳感器安裝架的多處可伸縮結(jié)構(gòu)，增加了傳感器位置在各個方向上的可調(diào)整性，有利于將傳感器安裝于合適的測試位置，從而能夠獲得更全面和更準(zhǔn)確的測試數(shù)據(jù)。前面根據(jù)圖I-圖4描述了根據(jù)本實用新型的實施例的動平衡試驗臺。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實用新型的動平衡試驗臺的各個部件并不局限于該實施例所描述的具體結(jié)構(gòu)，例如，所述第一或第二連接軸的各個連接部的具體結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)與之配合的零部件、加工或連接的便利性等因素來確定。只要將能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能的各個部件通過本實用新型限定的方式組合安裝在一起，并能夠?qū)崿F(xiàn)零件的動平衡試驗和校正之目的，均屬于本實用新型的可實施方式。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種動平衡試驗臺，其特征在于，包括機(jī)座、剛性擺架、夾具、傳動軸和安裝有傳感器的傳感器安裝架；所述剛性擺架包括第一擺架和第二擺架，它們分別設(shè)置在所述機(jī)座的兩端；所述第一擺架和第二擺架上分別固定設(shè)置有第一夾具和第二夾具，所述第一夾具定位和支撐所述傳動軸，所述第二夾具定位和支撐待測試零件，所述傳動軸與待測試零件相互連接；所述傳感器安裝架設(shè)置在所述第一擺架和第二擺架之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的動平衡試驗臺，其特征在于， 所述第一擺架和所述第二擺架沿所述機(jī)座的軸線方向可移動地設(shè)置在所述機(jī)座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的動平衡試驗臺，其特征在于，所述傳感器安裝架沿所述機(jī)座的軸線方向可移動地設(shè)置在所述機(jī)座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動平衡試驗臺，其特征在于，所述傳感器安裝架包括支架本體、第一支桿、第二支桿和第三支桿，所述第一支桿在所述支架本體的空腔內(nèi)可上下伸縮，所述第二支桿和所述第三支桿均設(shè)置在所述第一支桿的頂端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動平衡試驗臺，其特征在于，所述第二支桿和所述第三支桿相互垂直，它們的一端交匯于所述第一支桿的頂端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動平衡試驗臺，其特征在于，所述第二支桿和所述第三支桿分別具有可伸縮的臂，傳感器安裝在所述臂上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的動平衡試驗臺，其特征在于，所述傳動軸包括相互連接的第一連接軸和第二連接軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動平衡試驗臺，其特征在于，所述第一連接軸具有漸開線直齒花鍵，所述第二連接軸具有漸開線鼓形齒花鍵，所述第一連接軸和所述第二連接軸通過所述漸開線直齒花鍵和所述漸開線鼓形齒花鍵相互連接。
專利摘要一種動平衡試驗臺，包括機(jī)座、剛性擺架、夾具、傳動軸和安裝有傳感器的傳感器安裝架；上述剛性擺架包括第一擺架和第二擺架，它們分別設(shè)置在上述機(jī)座的兩端；上述第一擺架和第二擺架上分別固定設(shè)置有第一夾具和第二夾具，上述第一夾具定位和支撐上述傳動軸，上述第二夾具定位和支撐待測試零件，上述傳動軸與待測試零件相互連接；上述傳感器安裝架設(shè)置在上述第一擺架和第二擺架之間。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，機(jī)座上安裝一對剛性擺架，夾具將傳動軸和零件定位和支撐在一對剛性擺架之間，安裝有傳感器的傳感器安裝架設(shè)置在上述剛性擺架之間，構(gòu)成了動平衡試驗臺的主體，其結(jié)構(gòu)簡單，保證了待測零件的定位準(zhǔn)確性，操作方便，確保了試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
文檔編號G01M1/38GK202710248SQ20122027601
公開日2013年1月30日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者許輝 申請人:中國南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司