一种高速动平衡机的检验方法与装置

摘要

本发明提供了一种高速动平衡机的检验方法与装置，装置的核心为一套激振主轴，由芯轴、高速滚动轴承、配重盘、检验质量块和壳体等零件组成。配重盘上对称加工有配重孔，用于安装检验质量块，配重孔的几何位置精确加工，检验质量块精确控制，可进行计量认证。使用时，激振主轴由高速动平衡机自身的驱动系统驱动，摆架不平衡量（或振动）幅值和相位都由高速动平衡机自带的测量系统测量，从而实现对高速动平衡机的整个测量系统进行检验。该检验方法及装置的使用，将有助于行业标准的完善，并推动高速动平衡机行业标准的实施。

说明书

技术领域

本发明涉及高速动平衡及超速试验领域，具体而言，是一种高速动平衡机的检验方法与装置，该检验方法及装置的使用，将能实现对高速动平衡机整个系统的检验，有助于行业标准的完善，并推动高速动平衡机行业标准的实施。

背景技术

高速动平衡机是专门用于挠性转子动平衡测量的试验设备。它不像低速动平衡机那样量大面广，而是一种专业性很强的设备。目前还没有针对该种设备的国际标准或国家标准。2017年，我国制定了行业标准《JB/T13220-2017 高速动平衡机》第一版。针对该种设备的性能描述和检验方法还在探索中。

目前的实践和上述标准，都是采用附加激振电机进行设备的激励检验，该方法存在一定的局限性，主要有以下几个方面。

1）由于不使用高速动平衡机自身的驱动系统，因此也就不能检验高速动平衡机自身的相位测量系统，故检验是不完整的。

2）受激振电机参数的影响，往往不能做到全转速范围的检验。

3）检测系统包括激振电机、调频驱动控制系统、单独的测量与数据采集系统、专业的检测软件等。系统庞大复杂，需要专业人士操作，不利于高速动平衡机检验的广泛应用，不能满足高速动平衡机用户自主进行定期及日常检验的需求。

鉴于激振电机检验法的上述特征，该装置和方法较适合于高速动平衡机制造厂家，设备出厂前对高速动平衡机摆架这个核心部件进行质量检验，而不适合用户现场对整台设备进行检验。

发明内容

针对上述实际情况，本发明提出了一种高速动平衡机检验方法和装置。

本发明的核心是一套激振主轴，用于高速动平衡机的检验。其结构示意图如附图1所示。

芯轴13是本装置的核心零件，它通过两个高速滚动轴承6支承在主轴壳体14上。

芯轴13两端装有结构及尺寸完全相同的两个配重盘2。

配重盘2上对称打有配重孔7，使其在未加载检验质量块时自身是平衡的。

配重孔7用于安装检验质量块，检验质量块由螺钉质量9和螺孔质量10组成，成组使用，并且两端配重盘同相位配重孔同时加装检验质量块。

配重孔7的几何位置精确加工，螺钉质量10和螺孔质量11组成的检验质量块质量精确控制，可进行溯源计量认证。

主轴壳体14两端配备端盖3，用螺钉12固定，用于定位高速滚动轴承6外环。

两端高速滚动轴承6内环用定位套15定位，直接通过配重盘2压紧。

芯轴13的左端装有接口法兰1，接口法兰1上加工有定心止口和螺纹孔，用于与驱动轴连接，并连接到高速动平衡机的驱动系统接口上。

接口法兰1与芯轴13之间通过六方截面配合，用于传扭。

接口法兰1直接压紧左配重盘，用锁紧螺母9锁紧。

右侧配重盘用卡环8固定在芯轴13上。

整个激振主轴通过中间环5安装于摆架轴承座4上。

附图说明

图1为本发明一种高速动平衡机的检验方法与装置的示意图。

其组成有轴承座下瓦座1、配重盘2、端盖3、摆架轴承座4、中间环5、高速滚动轴承6、配重孔7、卡环8、锁紧螺母9、螺钉质量10、螺孔质量11、螺钉12、芯轴13、支承杆簧14、定位套15。

具体实施方式

本发明的思路是设计一套激振主轴，用于高速动平衡机的检验。其结构示意图如附图1所示。

芯轴13是本装置的核心零件，它通过两个高速滚动轴承6支承在主轴壳体14上。

芯轴13两端装有结构及尺寸完全相同的两个配重盘2。

配重盘2上对称打有配重孔7，使其在未加载检验质量块时自身是平衡的。

配重孔7用于安装检验质量块，检验质量块由螺钉质量9和螺孔质量10组成，成组使用，并且两端配重盘同相位配重孔同时加装检验质量块。

配重孔7的几何位置精确加工，螺钉质量10和螺孔质量11组成的检验质量块质量精确控制，可进行溯源计量认证。

主轴壳体14两端配备端盖3，用螺钉12固定，用于定位高速滚动轴承6外环。

两端高速滚动轴承6内环用定位套15定位，直接通过配重盘2压紧。

芯轴13的左端装有接口法兰1，接口法兰1上加工有定心止口和螺纹孔，用于与驱动轴连接，并连接到高速动平衡机的驱动系统接口上。

接口法兰1与芯轴13之间通过六方截面配合，用于传扭。

接口法兰1直接压紧左配重盘，用锁紧螺母9锁紧。

右侧配重盘用卡环8固定在芯轴13上。

整个激励主轴通过中间环5安装于摆架轴承座4上。

使用时，由高速动平衡机的驱动系统带动激振主轴旋转，以加装检验质量块的离心动载荷激励摆架。

安装在高速动平衡机驱动系统上的相位传感器测量不平衡量相位，安装在摆架内的传感器测量不平衡量（或振动）幅值，从而对摆架在高速动平衡机实际舱体、床身上，对整个测量系统进行检验。

使用该发明的装置，依据标准《JB/T13220-2017 高速动平衡机》规定的方法，检验最小可达残余不平衡量及全转速范围的支承系统动刚度，从而对高速动平衡机性能做出评价。

通过对配重盘上配重孔位置及检验质量块的恰当组合，一套激振主轴可用于相邻规格的不同摆架进行检验。

通过更换配重盘和检验质量块，可以进一步扩大激振主轴的应用范围。

该激励主轴的功用类似于低速动平衡机技术领域中的标准转子。

该装置和检验方法的引入，将有助于推动高速动平衡机标准的完善和实施。