一种自动在线动平衡装置的制作方法

本发明涉及一种动平衡装置，具体涉及一种自动在线动平衡装置。属于主轴在线动平衡。

背景技术：

1、在机械传动机构运行过程中，轴系的稳定运转是传动系统稳定工作的重中之重，由于传动系统转速越来越偏向高速化，由于离心力大小与轴系旋转角速度的二次方成正比，所以如何高效率的避免轴系的不平衡量所产生的振动就成为了传动系统设计的重点。由于大型转子转机后出现不平衡故障如断齿修复等，拆解动平衡困难，且离线动平衡通过测出不平衡量大小后停机配重，效率较低。随即出现了在线动平衡的方法。

2、自动在线动平衡方法的核心在于动平衡装置也称动平衡头的设计。目前常见的动平衡头设计为以下三类：第一类为电机驱动式机械动平衡头，既通过滑环传递电信号给平衡头中的电机，电机通过丝杠改变配重本身与回转中心的距离r，由于离心力大小与r成正比，可改变转轴的不平衡量分布情况。第二种是喷液式平衡头，通过将空腔套在转轴上，将空腔分为若干分，并配相同数量的喷嘴，通过喷头向空腔内喷液，改变轴系的质量大小及分布，由于空腔及液体随轴转动，从而产生校正质量改善不平衡量。第三种为电磁式动平衡头，通过多只滑盘，滑盘上配有配重并可在外力下周向转动，通过电磁力使滑盘移动到指定位置产生校正质量以改善不平衡量。

3、其中，电磁式动平衡头结构最为复杂，由于整个过程的信号传输和驱动力加载都是通过电信号，所以需配备较多的传感器，同时使用场景也较机械式和喷液式苛刻一些，如中国专利号“cn200710185254.5”的专利提供了一种高速主轴在线动平衡装置，发明通过利用电磁式动平衡头进行在线动平衡调整，整个装置需通过支撑悬臂支撑动平衡系统，并应用光线传感器及振动传感器和电涡流传感器等。对于多数机械传动设备的使用环境而言，电磁式动平衡头并不适用。

4、三种方式中作为简便的是喷液式动平衡头。中国专利号“cn201820033426.0”的专利，该专利提供了一种3d成型的一体化在线动平衡终端结构，该结构大大提高了平衡容腔的密封性，但实质上仍是通过改变空腔内液体质量改善不平衡量。此种方式在空腔及液体随轴旋转时，由于液体存在流动性，所以在速度较低或者存在较大不平衡量振动较大时，会对腔内液体的分布情况存在影响，会使在线动平衡结果出现波动，并且喷液式在持续调整过程中只能通过不断喷液增大不同腔内质量调整轴系动平衡，使得转轴质量持续增大。电机驱动式机械动平衡头由于是纯机械结构驱动，通过电机带动丝杠使配重贴近和远离回转中心，以此调整动平衡，此种方式不增加轴系质量，只改变轴系质量分布位置。在可靠性上有一定优势，但由于平衡头中的电机数量不易过多并且丝杠的控制精度依赖于丝杠本身导程及电机旋转精度，所以在控制精度上较喷液式和电磁式有一定差距。

5、中国专利号“cn200510049231.2”的专利，该专利提供了一种纯机械式在线动平衡头，结合了喷液式和机械式两者的思想，利用纯机械装置控制小钢珠进入不同相位的空腔内并利用电磁铁吸附，通过与喷液式相同的方式，增大轴系不同相位的质量调整动平衡，与喷液式相比结构更为可靠，但由于钢珠的质量较大，此种方法的控制精度仍较差。

6、综上所述，现有的喷液式动平衡头由于液体流动性和持续加重轴系带来的影响，进而存在机械式动平衡头调节精度较低的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有的喷液式动平衡头由于液体流动性和持续加重轴系带来的影响，进而存在机械式动平衡头调节精度较低的问题。进而提供一种自动在线动平衡装置。

2、本发明的技术方案是：一种自动在线动平衡装置包括配重安装壳体、多个配重单元、多油道进油滑环、液压控制系统和振动传感器，配重安装壳体套装在转轴上，多个配重单元以环形阵列的方式安装在配重安装壳体内，液压控制系统与多油道进油滑环连接，多油道进油滑环安装在配重安装壳体的一侧并与多个配重单元通过管路连接，且多油道进油滑环向多个配重单元供油，实现控制配重单元中配重块在径向方向的调整，振动传感器安装在配重安装壳体的另一侧，液压控制系统通过多油道进油滑环向配重块中供油量的改变实现调整配重块与转轴的回转中心之间的距离r，进而实现转轴自动在线动平衡调节。

3、进一步地，配重安装壳体包括圆环形安装座和挡板，圆环形安装座套装在转轴上，挡板套装在圆环形安装座上并与圆环形安装座可拆卸连接。

4、进一步地，挡板通过螺栓安装在圆环形安装座上。

5、进一步地，圆环形安装座与转轴之间为过盈配合。

6、进一步地，配重单元包括配重液压块和配重块，配重液压块安装在配重安装壳体内并由挡板压紧，配重块滑动安装在配重液压块内。

7、进一步地，配重块浮在配重液压块内的中部。

8、优选地，配重单元的数量为6个或8个。

9、进一步地，多油道进油滑环包括内环油槽和外环油槽，内环油槽套装在转轴上，外环油槽套装在内环油槽上并与内环油槽相对应设置。

10、进一步地，内环油槽通过管路与配重单元的配重液压块内部连接，并向配重液压块内供油进而带动配重块沿径向方向滑动。

11、进一步地，内环油槽同时与配重液压块的上部和下部连通，实现配重块的径向滑动。

12、本发明与现有技术相比具有以下效果：

13、1、本发明是一种在大型机械传动机构中使用便捷可靠且调整精度较高的在线动平衡装置，既能避免喷液式动平衡头由于液体流动性和持续加重轴系带来的影响，又能避免机械式动平衡头调节精度较低的缺点。本发明结合喷液式与变距机械式动平衡头的技术原理，通过液压差调节改变配重与回转中心的距离r，实现较高精度的动平衡调节。

14、2、本发明提供一种自动在线动平衡装置，可通过液压调整多相位的配重块与回转中心距离r，结合振动信号反馈，实现轴系动平衡调整。有效解决了机械式动平衡头控制精度较低的问题，也避免了喷液式动平衡头对轴系持续增重的缺点，同时整体结构简单可靠，适用性强，无损传动轴，可提高转子疲劳强度等特性，设备整体模块化安装，可通过仅更换不同的轴套适应不同的轴系。

技术特征：

1.一种自动在线动平衡装置，其特征在于：它包括配重安装壳体、多个配重单元、多油道进油滑环(60)、液压控制系统(70)和振动传感器(50)，

2.根据权利要求1所述的一种自动在线动平衡装置，其特征在于：配重安装壳体包括圆环形安装座(10)和挡板(30)，圆环形安装座(10)套装在转轴(80)上，挡板(30)套装在圆环形安装座(10)上并与圆环形安装座(10)可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种自动在线动平衡装置，其特征在于：挡板(30)通过螺栓安装在圆环形安装座(10)上。

4.根据权利要求3所述的一种自动在线动平衡装置，其特征在于：圆环形安装座(10)与转轴(80)之间为过盈配合。

5.根据权利要求4所述的一种自动在线动平衡装置，其特征在于：配重单元包括配重液压块(20)和配重块(21)，配重液压块(20)安装在配重安装壳体内并由挡板(30)压紧，配重块(21)滑动安装在配重液压块(20)内。

6.根据权利要求5所述的一种自动在线动平衡装置，其特征在于：配重块(21)浮在配重液压块(20)内的中部。

7.根据权利要求6所述的一种自动在线动平衡装置，其特征在于：配重单元的数量为6个或8个。

8.根据权利要求7所述的一种自动在线动平衡装置，其特征在于：多油道进油滑环(60)包括内环油槽和外环油槽，内环油槽套装在转轴(80)上，外环油槽套装在内环油槽上并与内环油槽相对应设置。

9.根据权利要求8所述的一种自动在线动平衡装置，其特征在于：内环油槽通过管路与配重单元的配重液压块(20)内部连接，并向配重液压块(20)内供油进而带动配重块(21)沿径向方向滑动。

10.根据权利要求9所述的一种自动在线动平衡装置，其特征在于：内环油槽同时与配重液压块(20)的上部和下部连通，实现配重块(21)的径向滑动。

技术总结
一种自动在线动平衡装置，它涉及主轴在线动平衡技术领域。本发明为了解决现有的喷液式动平衡头由于液体流动性和持续加重轴系带来的影响，进而存在机械式动平衡头调节精度较低的问题。本发明的配重安装壳体套装在转轴上，多个配重单元以环形阵列的方式安装在配重安装壳体内，液压控制系统与多油道进油滑环连接，多油道进油滑环安装在配重安装壳体的一侧并与多个配重单元通过管路连接，实现控制配重单元中配重块在径向方向的调整，振动传感器安装在配重安装壳体的另一侧，液压控制系统通过多油道进油滑环向配重块中供油量的改变实现调整配重块与转轴的回转中心之间的距离r，进而实现转轴自动在线动平衡调节。本发明用于自动在线动平衡测试。

技术研发人员：张博闻,祁中宽,赵勇,赵宇,刘永恒
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七0三研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17