专利名称：机械式在线动平衡头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于旋转机械在线动平衡的动平衡头。
背景技术：
动平衡技术在旋转机械中占有重要地位。由于设计、加工、运输、安装、材料特性等原因，旋转机械很容易产生初始不平衡；运行过程中的转动部件破损、剥落也会造成较大的不平衡。转子不平衡将产生明显的工频振动，影响转动设备的正常运行。一旦振动超标，就需要对转子进行动平衡。目前，包括柔性转子在内的高速转子的动平衡技术已经发展得非常成熟。但所采用的动平衡过程是一个试重、加重的反复调整过程，要求频繁地开停车，花费较多人力、财力和时间。在线动平衡是解决此问题的一个很好的方法。
一般在线动平衡系统主要包括两部分一部分是安装在被平衡机器转子上的动平衡头，另一部分是控制器。控制器包括传感器及相关电路、驱动器、控制软件等。就目前技术水平而言，控制器部分已经非常成熟，大量的工作主要集中在如何设计一结构简单、运行可靠和低成本的动平衡头。
目前主要有三种主流的动平衡头电机驱动式机械动平衡头、喷液式动平衡头和电磁式动平衡头。在第一种电机驱动式机械动平衡头中有两只电机。每只电机通过各自的丝杆或齿轮来连接配重。电机的驱动电源和控制信号是由滑环来传送的。通过控制电机来移动配重就能产生合适的校正质量。在第二中喷液式平衡头中，有四个扇形的腔体。另有四只喷嘴，每一喷嘴对准一个扇形腔体。通过喷射适当质量的液体到合适的腔体，就可以产生预期的校正质量。在第三种电磁式平衡头中，有两只或三只滑盘，每只滑盘上有配重且可在外力的作用下周向转动。外力为电磁线圈通电后产生的电磁力。控制电磁力就能将滑盘移到指定的位置从而产生希望的校正质量。这三种平衡头的使用场合都有限制，一般都用在具有刚性转子的机器上，且对使用的环境温度也有限制。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、运行可靠、成本低的机械式在线动平衡头。
本实用新型的机械式在线动平衡头包括转动部件和静止部件两部分，转动部件是由二块盖板、四块导向板和三块分别夹在二块导向板间的档板迭置成一体的圆柱体，其中盖板和各档板分别具有直径相同的中心孔，在每块档板的平面沿周向均布有四个孔，每块导向板的中心具有偏心圆，偏心圆的直径大于盖板和档板中心孔的孔径，在每块导向板的平面沿周向均布有四个孔，偏心圆通过导向滑道与其中的一个孔相连通，转动部件圆柱体中的每块导向板依次相对前一块导向板顺时针转动90度，导向板的四个孔分别与档板的四个孔连通，形成圆柱体内部相互独立且沿周向均布的四个容腔，静止部件是由同轴线贴合套置的内筒、中筒和外筒组成，在中筒上开有四条平行的螺线滑道，在外筒上开有上下两排八只圆孔，其中上排四只圆孔分别与四条平行螺线滑道的上端口连通，下排四只圆孔分别与四条平行螺线滑道的下端口相连通，静止部件的一端固定在支架上，另一端伸入转动部件圆柱体的中心孔中并与中心孔间留有间隙，置入中心孔中的外筒上的四只圆孔分别和由导向板与挡板或盖板迭置形成的偏心导向槽相对应，转动部件圆柱体的一端面固定有连轴盘，连轴盘与转轴紧固。
在线动平衡头转动部件内部沿周向均布的四个彼此相互独立的容腔用以存储钢珠，静止部件固定在支架上，用来向旋转部件不同的容腔投掷钢珠。运行过程中，电机带动转轴以及安装在转轴上的平衡头转动部件旋转，向静止部件外筒上排的圆孔添加钢珠，钢珠经螺旋滑道进入旋转部件不同的容腔内，通过向不同的容腔填充不同数量的钢珠可以调节旋转部件的质量分布，从而实现在线动平衡。
本实用新型的基于机械结构设计的在线动平衡头，不需要给旋转部分供电，稳定性相当高。该在线动平衡头结构简单而且寿命较长，钢珠大小可选，每次的加重质量易调，使得动平衡精度容易控制。这种平衡头可用于高温场合。
图1是机械式在线动平衡头示意图；图2是导向板示意图；图3是挡板示意图；图4是盖板示意图；图5是旋转部件的分解图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的机械式在线动平衡头包括转动部件和静止部件两部分，转动部件是由二块盖板3、四块导向板4和三块分别夹在二块导向板4间的档板5迭置成一体的圆柱体，各板的形状如图2，图3，图4所示，一般为圆形铝板。
盖板3和各档板5分别具有孔径相同的中心孔12和17，在每块档板5的平面沿周向均布有四个孔18，每块导向板4的中心具有偏心圆14，偏心圆14的直径大于盖板3和档板5中心孔的孔径，在每块导向板4的平面沿周向均布有四个孔13，偏心圆14通过导向滑道15与其中的一个孔13相连通。九块板的相对装配位置如图5所示，二块盖板3分别在圆柱体的两端，第二块导向板相对第一块导向板顺时针转动了90度，以此类推，从左向右，每块导向板依次相对前一块导向板顺时针转动90度放置，于是各导向滑道15依次顺时针相差90度。每两块导向板之间放置挡板，形成四块导向板夹三块挡板的结构，以此方式迭置形成的平衡头，其导向板4的四个孔13分别与档板5的四个孔18连通，而拥有四个90度间隔的容腔，每个容腔连通一个导向滑道。由于此滑道所在的导向板中心圆是一半径大于挡板或盖板中心圆的偏心圆，它与两边的挡板或盖板形成一个360度圆周的偏心导向槽，因此进入此偏心导向槽的钢珠很容易顺着导向槽进入导向滑道15，最终进入容腔体。为了避免钢珠滞留在偏心导向槽中和避免停机时钢珠从导向滑道滑出容腔体，可采用在容腔内设置永久磁铁，即在每块导向板4的孔13和档板5的孔18中装置永久磁铁19，用于定格已经落入容腔的钢珠。
静止部件是由同轴线贴合套置的内筒10、中筒7和外筒6组成，在中筒7上开有四条平行的螺线滑道8，在外筒6上开有上下两排八只圆孔9，其中上排四只圆孔9分别与四条平行螺线滑道8的上端口连通，下排四只圆孔9分别与四条平行螺线滑道8的下端口相连通，静止部件的一端固定在支架11上，另一端伸入转动圆柱体的中心孔中，静止部件外筒6的外径较转动部件圆柱体中心孔的直径略小，留有间隙，以使转动部件转动时，保证两者不发生碰摩。外筒6上的下排四只圆孔9分别和导向板与挡板或盖板形成的偏心导向槽相对应，平衡头所用钢珠的外径应较静止部件和转动部件的间隙大，以避免卡钢珠事件的发生。在转动部件圆柱体的一端面固定有连轴盘2，连轴盘2与转轴1紧固，转轴1贯穿静止部件内筒10支承在轴承上。
权利要求1.机械式在线动平衡头，其特征在于包括转动部件和静止部件两部分，转动部件是由二块盖板(3)、四块导向板(4)和三块分别夹在二块导向板(4)间的档板(5)迭置成一体的圆柱体，其中盖板(3)和各档板(5)分别具有直径相同的中心孔(12)和(17)，在每块档板(5)的平面沿周向均布有四个孔(18)，每块导向板(4)的中心具有偏心圆(14)，偏心圆(14)的直径大于盖板(3)和档板(5)中心孔的孔径，在每块导向板(4)的平面沿周向均布有四个孔(13)，偏心圆(14)通过导向滑道(15)与其中的一个孔(13)相连通，转动部件圆柱体中的每块导向板依次相对前一块导向板顺时针转动90度，导向板(4)的四个孔(13)分别与档板(5)的四个孔(18)连通，形成圆柱体内部相互独立且沿周向均布的四个容腔，静止部件是由同轴线贴合套置的内筒(10)、中筒(7)和外筒(6)组成，在中筒(7)上开有四条平行的螺线滑道(8)，在外筒(6)上开有上下两排八只圆孔(9)，其中上排四只圆孔(9)分别与四条平行螺线滑道(8)的上端口连通，下排四只圆孔(9)分别与四条平行螺线滑道(8)的下端口相连通，静止部件的一端固定在支架(11)上，另一端伸入转动部件圆柱体的中心孔中并与中心孔间留有间隙，置入中心孔中的外筒(6)上的四只圆孔(9)分别和由导向板与挡板或盖板迭置形成的偏心导向槽相对应，转动部件圆柱体的一端面固定有连轴盘(2)，连轴盘(2)与转轴(1)紧固。
2.根据权利要求1所述的机械式在线动平衡头，其特征是在转动圆柱体中相互独的四个容腔中分别装置有永久磁铁(19)。
专利摘要本实用新型的机械式在线动平衡头包括转动部件和静止部件两部分，转动部件是由二块盖板、四块导向板和三块分别夹在二块导向板间的挡板迭置成一体的圆柱体，圆柱体内具有相互独立且沿周向均布的四个容腔，静止部件是由同轴线贴合套置的内筒、中筒和外筒组成，中筒开有四条平行的螺线滑道，螺线滑道的上、下端口分别与设在外筒上、下排的孔连通，静止部件的一端固定在支架上，另一端伸入转动圆柱体的中心孔中，两者间留有间隙，外筒下排的四个孔分别与转动圆柱体的四个容腔相对应。运行过程中，通过从静止部件的螺线滑道向旋转部件的不同的容腔填充不同数量的钢珠，可以调节旋转部件的质量分布，从而实现在线动平衡。本实用新型结构简单，使用寿命长。
文档编号F16F15/22GK2766111SQ20052010032
公开日2006年3月22日 申请日期2005年1月26日 优先权日2005年1月26日
发明者曾胜, 张加庆 申请人:浙江大学