专利名称:带微机处理系统的风叶动平衡机的制作方法
本发明涉及电风扇风叶动平衡机。
电风扇是中速旋转类机械，旋转体是由电机转子和叶片两部分组成的。电机转子和风叶不平衡是引起振动的主要原因，其中由于扇叶半径大，转动惯量大，因此扇叶不平衡是引起振动的主要矛盾，电风扇的振动会引起运动件的摩擦、磨损，这会大大缩短电风扇的寿命，不仅如此，振动会引起噪声，因此解决电风扇的振动问题是电风扇生产厂最为关心的问题之一。
为解决这个问题，通常的做法对风叶进行动平衡。日本“岛津霍夫曼”生产的EVP-10.1型单面立式动平衡机就是用于平衡电风扇风叶的一种平衡机，其结构如图1所示，〔1〕是底座，〔2〕是弹簧片，〔3〕是电机，〔4〕是电机轴，〔5〕是扇叶，〔6〕是传感器，这种平衡机是一个自由度系统，它只能平衡风叶的质量不平衡，它无法解决由于风叶的三个叶片在工艺允许范围内的不对称引起的振动。
本发明的目的是要提供一种先进的风扇风叶动平衡机，它不但能够平衡风叶质量不平衡引起的振动，而且也能综合平衡在公差范围内风叶不对称引起的振动。
本发明机械系统改变了过去的传统的设计方法，采用柔性杆弹性支承装置，这种装置是两个自由度系统，它可以敏感风叶由于质量不平衡和风叶不对称产生的力。
本发明的测量系统在窄带跟踪滤波器中对场效应管进行了温度补偿，在波形转换器中对基准信号进行了相位补偿，并采用720fn作为度脉冲使测量结果精确、稳定。
本发明的信号处理系统采用一种解算装置(包括单板机、接口电路、打印机)及系统软件，它能自动确定应加重孔的孔号和加重量，并在打印机上打印解算结果。
图2是柔性杆弹性支承风叶动平衡机机械部分的原理图。转轴〔8〕是柔性杆，当风叶上作用着不平衡的风力和离心惯性力时，杆将变形，变形的大小决定于杆的长度，支承点的位置和前支承架〔7〕的刚度。前支承架〔7〕是一个弹性支架，其刚度值高于一般软支撑动平衡机，低于硬支撑动平衡机的支撑刚度。调节柔性杆的直径、长度、支承点的位置就可模拟不同电扇厂生产的各种型号的电风扇的工作状况。机械系统的自振频率应满足0.6＜ω/ωn＜0.8，ω是工作转速，ωn是系统的临界转速。柔性杆的直径为φ9～φ11mm，长度控制在300～320mm，并经过调质Rc28～26，淬火HRC40，材料采用T8A。振幅测量采用非接触电涡流传感器〔9〕，其灵敏度应保证≥50mV/μ。
图3是窄带滤波器原理图，它是相位、振幅测量线路的一部分。传感器测得的信号经过自动跟踪滤波电路，测出其振幅、相位，图中IC1IC2、IC3为三级运算放大器，T1、T2为场效应管，f0为控制脉冲，Rt为补偿用热敏元件其数值为3.3-4.7KΩ。补偿后相位温漂为0.03°%/℃。
图4是波形转换器，它也是相位、振幅测量线路的一部分。其中IC1为运算放大器，IC2为斯密特触发器，Cp为相位补偿电容其值为2000-2400pF。补偿后相位误差＜2°。
图5是相位显示电路的一部分，其中IC1、IC2、IC4是分频器，IC3是主门。P为相位脉冲，720fn为度数脉冲，取5次平均数，在保证同等精度下，采样速度提高一倍，因此保证了测量精度。
由测试系统测得的振幅、相位、转速信号通过解算装置，计算并打印出加重孔的孔号和加重量。这种解算装置由单板机、接口电路和打印机组成〔11〕。
图6是解算装置系统软件流程图。其中第一框，对应9，10，1215个孔的加重盘分别设置启动键。第二框，对可编程并行接口(PI0)和可编程定时器(CTC)给定初始参数。第三、四框对不平衡的幅度(G)和相位(Q)的模拟量进行采样，转换为数字量送入内存。定时和采样使用中断方式2。第五框，根据相位和孔间距β，推算出加重孔号N，N+1及其夹角α。第六、七框，按照力的分解原理，将不平衡幅值G，分解到N，N+1号孔中去，解算出G1、G2两个加重量。第八框把原始数据G、Q以及解算结果N，N+1，G1，G2送到打印区，并打出结果。
这种平衡机的机械系统采用两个自由度模拟电风扇的工作状况，可对质量偏心和风力引起的不平衡进行综合平衡，采用非接触高灵敏度涡流传感器、测试系统及信号处理，只要通过一点测量便可找出应加重的位置和大小。合格率从原来的70%提高到95%，效率提高到原来的2.8倍。
权利要求
1.一种扇叶动平衡机是由机械系统、显示仪器及传感器组成，其特征在于机械部分采用了柔性杆[8]，弹性支承[7]，显示仪器线路中采用窄带滤流器温度补偿，波形变换器相位补偿，相位显示采用720fn作为度脉冲，信号处理系统TP801单板机进行解算，传感器采用非接触传感器。
2.根据权利要求
1所述的动平衡机，其特征是柔性杆〔8〕，弹性支承〔7〕和风叶〔10〕构成的系统，系统的自振频率应满足为0.6＜ω/ωn＜0.8。
3.根据权利要求
2所述的动平衡机，其特征是柔性杆的直径D＝9～11mm，其长度控制在300～320mm，材料采用T8A或同类材料，调质Rc30～25，淬火HRc40。
4.根据权利要求
1所述的动平衡机，其特征是显示仪器中用热敏元件对窄带滤波器作温度补偿，其数值为3.3～4.7KΩ，用云母电容对基准信号作相位补偿其数值为2000～2400PF，相位显示采用720fn作为度脉冲，显示精度1°，相位误差为0.03°%/℃。
5.根据权利要求
1所述的动平衡机，其特征是采用非接触电涡流传感器，灵敏度≥50mV/μ。
6.根据权利要求
1所述的动平衡机，其特征是模拟信号转换为数字量，根据加重盘孔型，计算机〔11〕自动确定应加重孔的孔号和加重量并在打印机上打印解算结果。
专利摘要
一种带微机处理系统的风叶动平衡机，属风叶动平衡机领域。本发明的特点是机械系统采用柔性杆弹性支承装置，具有三个自由度，它可以敏感风叶因质量偏心和风叶不对称产生的不平衡力。测试系统中采用非接触电涡流传感器，对测试仪器中的自动跟踪滤波电路作了温度补偿、波形转换电路作了相位补偿。振动信号处理装置中，配有微机系统，直接计算打印出不平衡重的大小和位置，平衡效果好，生产效率高。
文档编号G01M1/22GK85100047SQ85100047
公开日1985年10月10日 申请日期1985年4月1日
发明者冯冠平, 徐峰, 卢道江, 徐玉铮, 陈德, 陈俊春 申请人:清华大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan