用于使物体动态平衡的方法和动态平衡物体与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月12日递交的美国临时专利申请no.62/374,111的权益，其公开内容通过引用如同在此详细充分阐述的那样合并于此。

本公开涉及一种用于使物体动态平衡的方法和相关的动态平衡物体。

背景技术：

在用于汽车传动系统中的高速动力传动轴的制造中，通常的做法是使轴在预定的限度内动态平衡，以便在轴高速旋转期间不产生多余的振动。动态平衡典型地通过将配重固定至失衡轴(unbalancedshaft)的目标区域以建立大体上或完全地抵消失衡轴中存在的不平衡的反失衡而被执行。

现代，配重使用焊接技术(例如，电阻焊接)被固定至轴。然而，焊接技术产生可能减小轴的疲劳强度的热影响区。已经提出对焊接固定的配重的替代，诸如通过粘合材料固定的配重或者涉及从失衡轴的选择区域移除材料的技术，但是这种技术显著地慢于经由焊接固定配重的平衡过程。这很重要，因为平衡这种轴所使用的设备(以现代的汽车量)是非常昂贵的。因此，相对慢的平衡失衡轴的方法不是令人满意的，不仅由于增长的人工成本，还因为这种方法降低平衡操作的效率和吞吐量，从而更可能的是将需要一个或多个另外的平衡机以保持期望的生产水平。

技术实现要素：

该部分提供公开的大致概要，并不是其全部范围或其所有特征的完全公开。

在一种形式中，本教导提供一种用于使失衡物体关于旋转轴线动态平衡的方法。所述方法包括：确定校正重物的重量和位置，所述校正重物的重量和位置被配置为至少部分地校正在所述失衡物体围绕所述旋转轴线旋转时产生的所述失衡物体的不平衡；和朝所述失衡物体的表面喷涂雾化液体或熔融材料以形成固定地联接至所述失衡物体的所述校正重物。

在进一步的形式中，在朝所述失衡物体的表面喷涂所述雾化液体或熔融材料时，所述失衡物体围绕所述旋转轴线旋转。

在进一步的形式中，所述雾化液体或熔融材料包括等离子体(plasma)。

在进一步的形式中，所述雾化液体或熔融材料在撞击所述失衡物体之前至少部分地固化。可选地，所述雾化液体或熔融材料形成离散颗粒，所述离散颗粒经由机械钩连(mechanicalhooking)彼此结合。

在另一形式中，本教导提供一种旋转平衡物体，包括失衡物体和配重。所述失衡物体在所述失衡物体围绕预定旋转轴线旋转时具有旋转不平衡。所述配重被机械地附着至所述失衡物体，所述配重具有重量并且位于所述失衡物体上至少部分地削弱所述旋转不平衡的位置。所述配重和所述失衡物体的被所述配重机械地附着的部分由多个离散颗粒形成，该多个离散颗粒已经在所述失衡物体上聚集并互锁。所述旋转平衡物体在所述配重被机械地附着至所述失衡物体的地方不具有任何热影响区。

在进一步的形式中，所述离散颗粒由金属形成。

进一步的应用领域由在此提供的描述将变得明显。该概述中的描述和具体示例仅旨在例示的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于所选实施例而非所有可能实施方式的例示性目的，并且不旨在限制本公开的范围。

图1为示例性失衡轴的主视图；

图2为根据本公开的教导构造的安装在靠近配重施加机的动态平衡机中的图1的失衡轴的示意俯视图；

图3为配重施加机的一部分的示意图，描绘示例性喷涂施加器；和

图4为通过产生一个或多个配重并且将其固定至失衡轴而形成的动态平衡的轴的剖视图。

相应的附图标记在附图的若干视图中指示相应的部分。

具体实施方式

在图1中，示例性失衡轴组件总体由附图标记10指示。失衡轴10被描绘为汽车传动轴，但是将意识到本公开的教导能应用于任何旋转/可旋转的物体的动态平衡。如在此使用的，术语“动态平衡”将被理解为表示将失衡轴10的中心惯性轴线与预定的旋转轴线12对准。失衡轴10可包括管形段14以及第一万向接头(cardanjoint)16和第二万向接头18，第一万向接头16和第二万向接头18分别可以传统的和公知的方式构造和联接至管形段14。管形段14可由合适的金属形成，诸如钢或铝。

在图2中，失衡轴10被插入动态平衡机20中，该动态平衡机20具有轴保持部22和不平衡检测部24。轴保持部22可以传统的和公知的方式构造，被配置为既保持又旋转失衡轴10。在提供的示例中，轴保持部22包括框架(未具体示出)、马达驱动(动)轴42、可旋转(静)轴44、第一保持装置46和第二保持装置48。框架可容纳驱动动轴(livespindle)42的马达。动轴42可被固定地安装至框架，而静轴(deadspindle)44可被能移动地安装至框架。在提供的示例中，框架包括一组通道(asetofways)，静轴44可被能滑动地安装在该组通道上。第一保持装置46可被联接至动轴42以随其旋转，而第二保持装置48可被联接至静轴44以随其旋转。第一保持装置46可被配置为固定地但是能松脱地接合第一万向接头16，而第二保持装置48可被配置为固定地但是能松脱地接合第二万向接头18。动轴42和静轴44协作以限定旋转轴线12，而第一保持装置46和第二保持装置48协作以使失衡轴10对准旋转轴线12。

不平衡检测部24的构造和操作是常规的，并且被配置为在失衡轴10上的沿着旋转轴线12的预选位置处识别不平衡位置。简言之，不平衡检测部24包括控制器50以及多个传感器，该多个传感器包括一个或多个传感器54以及旋转位置传感器52，一个或多个传感器54被配置为感测在失衡轴10围绕旋转轴线12旋转时由失衡轴10产生的力并且响应地产生关联的力信号，旋转位置传感器52感测动轴42的旋转位置并且响应地产生旋转位置信号。控制器50接收力信号和旋转位置信号，并确定一个或多个校正重物的重量的大小以及每个校正重物的方位(placement)。校正重物如以下详述的那样被联接至失衡轴10，以减少或消除动态不平衡。将意识到，校正重物的方位不仅包括沿着旋转轴线12的预选位置，还包括围绕失衡轴10的周界的旋转位置。

配重施加机60可被联接至动态平衡机20的框架，并且可包括一个或多个喷涂施加器62和控制单元64。另外参考图3，每个喷涂施加器62可包括材料供给部70和材料喷涂部72。材料供给部70可被配置为将材料供给至材料喷涂部72中，材料诸如为金属丝或粉末材料(例如，粉末金属或陶瓷材料)。在提供的示例中，材料供给部70包括一对送丝器76，其将相应的丝78供给至材料喷涂部72中。材料喷涂部72被配置为将供给材料(即，所提供的示例中的丝)转换成液体或熔融材料，诸如等离子体80，雾化液体或熔融材料，并将雾化的液体或熔融材料通过诸如压缩空气的加压气体(由箭头84表示)引导至失衡轴10的表面10a。材料供给部70和材料喷涂部72从诸如纽约韦斯特伯里展望大道1101的苏尔寿美科(美国)有限公司(欧瑞康美科的部门)的设备制造商可买到。将意识到，经由材料供给部70供给至材料喷涂部72中的材料的密度可具有任何期望的密度(即，密度小于、等于或大于管形轴14的密度)。优选地，经由材料供给部70供给至材料喷涂部72中的材料的密度大于管形轴14的密度。

返回至图2，提供的特定示例的配重施加机60包括两对(即总数量为4)喷涂施加器62，每对喷涂施加器62被设置在沿着旋转轴线12的预选位置中的同一个处(由附图标记a和b表明)，并且围绕旋转轴线12以预定量(诸如180度)彼此周向间隔开。将意识到，多个喷涂施加器62在提供的示例中被用于减少用于使失衡轴10平衡的周期时间，如果期望的话，可使用更少的喷涂施加器62。例如，单个喷涂施加器62可被使用，并且如果在沿着旋转轴线12的多个预选位置处需要配重，则定位设备(未示出)可被使用以将喷涂施加器62联接至框架。例如，定位设备可包括滚珠丝杠，该滚珠丝杠可被使用以沿着旋转轴线12精确地定位喷涂施加器62。

控制单元64可以是分立的控制器或者可被集成在动态平衡机20的不平衡检测部24的控制器50中，并且被配置为协调喷涂施加器62的操作。如在此使用的，术语“控制器”指的是特定用途集成电路(asic)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共用、专用或组)和存储器、组合逻辑电路、或提供所述功能的其它合适的部件。控制单元64可从控制器50接收校正重物的信息，并且可响应地协调喷涂施加器62的操作。更具体地，控制单元64控制喷涂施加器62以协调材料向失衡轴10的表面上的沉积，从而形成使失衡轴10动态平衡所需的每个校正重物。在一种形式中，控制单元64控制喷涂施加器62，以使喷涂施加器62在失衡轴10旋转的同时间歇地操作，从而将每个校正重物产生在其相应的预定(轴向)位置、确定的周向位置且具有确定的重量。替代地，失衡轴10的旋转可中止，同时喷涂施加器62中指定的一个被操作以形成校正重物之一。由喷涂施加器62分配的材料(即，多个离散颗粒)机械地附着并且聚集在失衡轴10上，使得配重被形成并且固定至失衡轴10，而不在管形轴14中产生热影响区。

图4为描绘如形成并且联接至外圆周表面10a上的校正重物100之一的剖视图。将意识到，校正重物形成并联接到失衡轴10(图1)形成平衡轴10’。

尽管配重施加机60已经描述为包括具有材料供给部70的电弧丝喷涂施加器，材料供给部70具有配置为将金属丝供给至材料喷涂部72的送丝器，材料喷涂部72将金属丝转换为等离子体、将等离子体雾化并以期望的方式将雾化的等离子体向失衡轴10引导，但是，将意识到，喷涂施加器62可被配置为传统的火焰喷涂施加器、高速氧-燃料喷涂施加器和/或等离子体喷涂施加器。另外，用于形成校正重物的材料可以是在熔化时不会分解的非金属材料，诸如陶瓷材料。相应地，将意识到，喷涂施加器62被配置为产生热喷涂，其中熔融或熔化的喷涂材料被高速推进至工件的目标工作表面上，来自聚集在工件上的颗粒的热量通过工作表面被传递至工件，并且聚集在工件上的颗粒聚集、收缩并固化，从而其经由机械钩连(即，颗粒至表面不规则部中的互锁)结合或附着至彼此和工件。

实施例的前述描述被提供用于例示和说明的目的。其并不旨在是穷举或者限制本公开。特定实施例的单个元件或特征一般不局限于该特定实施例，而是，在适用的场合，可互换并且能够用在选定实施例中，即使其未被具体示出或说明。特定实施例的单个元件或特征也可以以多种方式变化。这些变化不被视为偏离本公开，并且所有这些修改旨在被包括在本公开的范围内。