专利名称：动平衡测量仪的制作方法
技术领域：
本发明属于转子动平衡校正技术领域，具体地，涉及动平衡的测量装置。
背景技术：
在旋转类产品中，由于其转子无法做到完全平衡，当其转动时，就会产生离心力，造成失衡、振动，进而引起更大的问题。因此动平衡的优劣程度直接决定产品的工作性能、使用寿命，对产品的质量产生巨大的影响。特别是目前设备向高速化、高效化和高精化方向发展，动平衡的问题已日益突出，在一些领域成为了制约整个行业产品质量提升的关键因素。如具有广泛应用场合和巨大市场潜力的电动工具行业，大量产品的工作速度已从每分钟几千转向上万转、甚至几万转攀升，带来了同电机转子动平衡性能直接相关的振动烈度增大、使用噪声提高以及产品寿命缩短等问题。另一方面，人类已开始远至宇宙深处进行探索，小至纳米空间进行研究，带来高科技的飞速发展，其中同样离不开旋转设备的应用，这些设备的特点是高速、精密，对动平衡的性能有更高的要求。因此，转子动平衡校正是一项具有巨大效益和深远意义的技术。
动平衡校正分为动平衡称重(测量)和动平衡去重(加工)两个基本过程，即在完成不平衡量和相位测量的基础上，采用一定的加工方式完成不平衡量的消除。显然，动平衡测量是校正的基础，只有精确地测量不平衡量及其相位，才有可能在实施动平衡去重后保证较高的转子动平衡性能。
在现有技术中，动平衡测量装置一般包括驱动电机，驱动皮带，测振支承、测振传感器和相位传感器，其中测振支承是测量装置的关键部位，它由平行的两副摆架组成，摆架上安装有测振传感器；驱动皮带由电机驱动，安装于两副摆架之间，皮带方向平行于摆架；转子置于两块摆架之间，贴合于驱动皮带，其两端分别放在摆架上。
在进行动平衡测量时，电机带动驱动皮带运动，并进而驱动转子转动。转子本身存在的不平衡量会在高速转动时产生振荡，并引起测振支承振动，传递到测振传感器上；传感器感知到该振动信号，并通过信号调理和分析处理，结合相位传感器的信息，完成不平衡量及其相位的测量。显然，测振支承是测量的关键所在，起到信息传递的桥梁作用，其灵敏度越高，测量精度就越高；其灵敏度越低，测量精度也越低。
现有的动平衡测量仪中，摆架的种类有很多种，如倒置簧片型、悬臂梁型、滚动元件型、摆型、刚性支承等，其中较为典型的是刚性支承和摆型摆架。刚性支承的摆架是刚性的，它安装在地面上，不平衡力在传递到刚性摆架的同时也传递到地面上去，从而地面也成为支承系统的一部分，这样将地面较低的弹性常数也带入了动平衡测量系统，引进了地面的弹性误差，降低了测量系统的精度；摆型摆架常常称为秋千型摆架，它在工作时是进行类似秋千的摆动，它的固有频率是按单摆公式计算的，因此具有较低的第一阶固有频率，其灵敏度和测量精度要高于刚性支承；另有一种弹性摆型摆架，它是摆型摆架的变型，以弹性构件(即弹簧片)取代了摆型摆架的径向支臂，它的固有频率不仅与弹簧片的长度有关，还有弹簧片的弹性常数和转子的重量有关，因此它的灵敏度比摆型摆架更高，而为了使弹性摆型摆架的第一阶固有频率具有较低值，弹簧片必须做得很薄，所以这种摆架只能承受很小的侧向力及偏置力，同时由于材料本身性能的影响，弹簧片也不可能做得无限薄，这就限制了其测量精度的进一步提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是动平衡测量仪的测量精度，提供一种精度更高的动平衡测量仪。
为此，本发明采用了如下的技术方案动平衡测量仪，包括驱动电机，驱动皮带，测振支承测振传感器和相位传感器，其特征在于测振支承由平行的两副振动体机构组成，驱动皮带由电机驱动，安装于两副振动体机构之间，皮带方向平行于振动体机构；振动体机构包括基座和支架，基座上开有孔穴，支架的下端伸入该孔穴中，其形状与孔穴相配合；动平衡测量仪还带有气源，所述基座的孔穴内壁上开有若干个通气孔，通气孔另一端与气源相通；支架的下端悬浮于基座的孔穴中，测振传感器安装在支架上。
进一步地，支架下端与孔穴内壁的间隙为2.5-30微米，表面粗糙度小于0.8。
支架下端设有一根弹性带，弹性带中段与支架下端固定，两端固定在基座上。
本发明采用了空气静压导轨技术，将支架通过气体悬浮起来，由于空气的动力粘度极小，支架运动的阻力几乎可以忽略不计，因此这种振动体机构的动态响应灵敏度很高；在非振动方向，较高的气膜刚度可有效地限制支架下端的运动，这样使振动体机构的横向运动小；基座和支架组成的振动体机构有足够的刚度，在整个工作频率范围内不会产生任何模态振动，因此其波形失真小，很适合在高精度特别是超高精度动平衡测量中的应用。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的侧视图。
图3、图4是实施例1的测振支承的放大图。
图5、图6是实施例2的测振支承的放大图。
具体实施例方式
参见图1，图2。本发明的动平衡测量仪包括机架1，机架上部为测振支承，机架上装有驱动电机2和驱动皮带3，驱动电机带动驱动皮带转动，转子4放置于测振支承上，贴合于驱动皮带3，并由驱动皮带3驱动其转动；测振支承由两副平行的振动体机构组成，驱动皮带3装在两副振动体机构之间，平行于振动体机构；测振支承上安装有测振传感器8和相位传感器7。测量时驱动皮带3转动，并带动转子4高速转动，转子的不平衡量引起测振支承振动，传递到测振传感器8上，测振传感器对该信号进行调理和分析处理，并结合相位传感器7的信息，完成不平衡量及其相位的测量。
参见图3，图4。在本实施例中，振动体机构包括基座5和支架9，基座5上开有孔穴51。图3中，左面的振动体机构在基座的中间位置剖视，右面的振动体机构在基座的端部剖视，从图中可见，本实施例中基座的孔穴形状并非连续，而是呈两端圆形，中段长方形的形状。支架9的下端91伸入基座的孔穴51中，其形状与孔穴形状相配合，也是两端为圆形，中段为长方形，91与51均加工为镜面光洁度，两者的间隙约为20微米。本实施例带有一气源10，可为动平衡测量仪提供压缩空气，基座5上开有若干个通气孔11，通气孔11一端与气源10相通，另一端通入孔穴51的内壁上，当孔穴51内充满压缩空气时，支架下端91悬浮于孔穴51中。转子4放置于支架9的上端，当转子4高速转动时，引起支架9的振动，即支架下端91在孔穴51中的振动；另一方面，91与51的中段为长方形，使两者只能进行摆动而不能进行旋转运动或横向运动。测振传感器8装在支架9上，相位传感器7为非接触的光学传感器，装在转子下方。支架下端设有一根弹性带6，其中间与支架下端91固定，两端固定在基座上，可起到阻尼作用，避免支架振动太过激烈。
参见图5，图6。在本实施例中，振动体机构包括基座5和支架9，基座5上开有孔穴51。支架9的下端91伸入基座的孔穴51中，其形状与孔穴形状相配合，91与51均加工为镜面光洁度，两者的间隙约为15微米。本实施例带有气源，可为动平衡测量仪提供压缩空气，基座5上开有若干个通气孔11，通气孔11一端与气源相通，另一端通入孔穴51的内壁上，当孔穴51内充满压缩空气时，支架下端91悬浮于孔穴51中。转子4放置于支架9的上端，当转子4高速转动时，引起支架9的振动，即支架下端91在孔穴51中的振动；另一方面，91与51的形状为方形，使两者只能进行摆动而不能进行旋转运动或横向运动。测振传感器8装在支架9上，相位传感器7为非接触的光学传感器，装在转子下方。支架下端设有一根弹性带6，其中间与支架下端91固定，两端固定在基座上，可起到阻尼作用，避免支架振动太过激烈。
权利要求
1.动平衡测量仪，包括驱动电机，驱动皮带，测振支承测振传感器和相位传感器，其特征在于测振支承由平行的两副振动体机构组成，驱动皮带由电机驱动，安装于两副振动体机构之间，皮带方向平行于振动体机构；振动体机构包括基座和支架，基座上开有孔穴，支架的下端伸入该孔穴中，其形状与孔穴相配合；动平衡测量仪还带有气源，所述基座的孔穴内壁上开有若干个通气孔，通气孔另一端与气源相通；支架的下端悬浮于基座的孔穴中，测振传感器安装在支架上。
2.如权利要求1所述的动平衡测量仪，其特征在于支架下端与孔穴内壁的间隙为2.5-30微米，表面粗糙度小于0.8。
3.如权利要求2所述的动平衡测量仪，其特征在于支架下端设有一根弹性带，弹性带中段与支架下端固定，两端固定在基座上。
全文摘要
本发明涉及一种动平衡测量仪，包括驱动电机，驱动皮带，测振支承测振传感器和相位传感器，其特征在于测振支承由平行的两副振动体机构组成，驱动皮带由电机驱动，安装于两副振动体机构之间，皮带方向平行于振动体机构；振动体机构包括基座和支架，基座上开有孔穴，支架的下端伸入该孔穴中，其形状与孔穴相配合；动平衡测量仪还带有气源，所述基座的孔穴内壁上开有若干个通气孔，通气孔另一端与气源相通；支架的下端悬浮于基座的孔穴中，测振传感器安装在支架上。本发明适合在高精度特别是超高精度动平衡测量中的应用。
文档编号G01M1/00GK1715858SQ20041006306
公开日2006年1月4日 申请日期2004年7月13日 优先权日2004年7月13日
发明者杨克己, 贾叔仕 申请人:浙江大学