一种单工位半自动动平衡调整装置论文和设计-蒙伟强

全文摘要

本实用新型提供了一种单工位半自动动平衡调整装置，包括：包括两块通过弹性件叠加安装的固定平台构成的弹性减震座，是两个可调节垂直高度和水平位置的支撑座构成的支撑组件，由电机和可调节张紧度的轮组、皮带构成的驱动组件，用于夹持固定测试后转子的转子夹具，用于控制转子的测量过程，同时接收和处理测试过程中的数据以得到转子的不平衡点的控制模块。本实用新型能够减少或隔离外界震动对转子的测量，采用非固定式方式支撑转子，可减少固定力对转子转动的影响，提高动平衡时的精确度。通过皮带驱动转子可减少电机直联方式对转子施加的偏心影响。通过转子夹具直接在转子测试完成后对转子进行夹持固定，可避免转子移动后失衡点定位偏离的问题。

主设计要求

1.一种单工位半自动动平衡调整装置，其特征在于，包括：弹性减震座，用于消除外界震动干扰，包括两块通过弹性件叠加安装的固定平台；支撑组件，包括安装在固定平台上表面的两个可调节垂直高度和水平位置的支撑座，两个支撑座分别支撑测试动平衡的转子两端；驱动组件，安装在固定平台上表面，包括电机和由电机驱动的可调节张紧度的轮组，在轮组上套有与转子外圆周接触的皮带；转子夹具，用于夹持固定测试后的转子，包括两个设置在转子外圆周相对两侧且可相对移动的夹持块；控制模块，用于控制转子的测量过程，同时接收和处理测试过程中的数据，以得到转子的不平衡点。

设计方案

1.一种单工位半自动动平衡调整装置，其特征在于，包括：

弹性减震座，用于消除外界震动干扰，包括两块通过弹性件叠加安装的固定平台；

支撑组件，包括安装在固定平台上表面的两个可调节垂直高度和水平位置的支撑座，两个支撑座分别支撑测试动平衡的转子两端；

驱动组件，安装在固定平台上表面，包括电机和由电机驱动的可调节张紧度的轮组，在轮组上套有与转子外圆周接触的皮带；

转子夹具，用于夹持固定测试后的转子，包括两个设置在转子外圆周相对两侧且可相对移动的夹持块；

控制模块，用于控制转子的测量过程，同时接收和处理测试过程中的数据，以得到转子的不平衡点。

2.根据权利要求1所述的一种单工位半自动动平衡调整装置，其特征在于，

所述弹性件包括对称固定在下部所述固定平台上表面的套管，和一端固定在上部所述固定平台下表面的连接杆，以及套在连接杆外的弹簧，连接杆的未固定端插在套管内且不可脱出。

3.根据权利要求1所述的一种单工位半自动动平衡调整装置，其特征在于，

所述固定平台的上表面设置有两个平行的滑动槽，所述支撑座的底部通过卡块安装在滑动槽内，且可调整固定位置。

4.根据权利要求1所述的一种单工位半自动动平衡调整装置，其特征在于，

所述支撑组件包括开口的U形外支架，条状的弹性钢片，开口的U形内支架，用于安装震动传感器的传感支架和调节转子放置位置的调节座；

U形外支架开口朝上的固定在所述固定平台上，弹性钢片的一端与U形外支架的开口端部连接，另一端与U形内支架的底部连接，使U形内支架开口朝上的位于U形外支架内，传感支架安装在U形内支架远离转子一侧的底部，调节架安装在U形内支架的开口端处。

5.根据权利要求4所述的一种单工位半自动动平衡调整装置，其特征在于，

所述调节座包括V形垂直调节板、水平滑动调节座和安装在水平滑动调节座上的弹性支座，V形垂直调节板安装在U形内支架靠近转子的一侧，通过调节固定位置实现相对U形内支架高度的调整，水平滑动调节座固定在V形垂直调节板远离转子的一侧，在其上表面设置有垂直于V形垂直调节板的滑道，弹性支座为U形板结构，通过一端安装在滑道内且另一未固定端与转子相对。

6.根据权利要求5所述的一种单工位半自动动平衡调整装置，其特征在于，

所述V形夹放置转子的内侧面设置有凹槽，在凹槽内安装有氧化锆陶瓷棒。

7.根据权利要求1所述的一种单工位半自动动平衡调整装置，其特征在于，

所述驱动组件的轮组包括位于所述支撑组件垂直方向两侧的固定板，及安装在固定板上的主动轮、被动轮，主动轮和被动轮分别配置有能够在垂直方向上调整位置的惰轮，所述电机与主动轮连接，所述皮带套在主动轮、被动轮和两个惰轮上。

8.根据权利要求7所述的一种单工位半自动动平衡调整装置，其特征在于，

在所述固定板上与安装后所述主动轮、被动轮垂直的位置设置有条形的调节槽，所述惰轮固定在调节槽内。

9.根据权利要求1所述的一种单工位半自动动平衡调整装置，其特征在于，

所述转子夹具的夹持块包括支撑架，滑动导轨，V形夹和快速夹，支撑架相对地固定在与所述支撑组件垂直的两侧，滑动导轨安装在支撑架内且垂直于测试动平衡转子，V形夹滑动地安装在滑动导轨上，快速夹活动固定在支撑架上且通过拉杆与V形夹连接，当快速夹相对支撑架转动时会通过拉杆推动V形夹在滑动导轨上移动。

10.根据权利要求9所述的一种单工位半自动动平衡调整装置，其特征在于，

在支撑架上设置有向转子下方延伸的测速支架，在测速支架上安装有通过光电检测转子转速的光电传感器。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及机械领域，特别涉及一种能够自动检测动不平衡转子的平衡状态，并将检测后转子夹持在当前位置的单工位半自动动平衡调整装置。

背景技术

电机转子广泛应用在电器、机器人、无人机等设备的电机中，随着家用电器、工业生产制造等的自动化水平越来越高，对电机的要求也从过去的小功率、低转速不断朝着高转速、高精度方向发展。

理想转子在匀速转动时，由于其质量分布均匀，转子的惯性轴和旋转轴相互重合，不会产生不平衡的离心力。然而在实际的设计制造生产当中，制造工艺不达标、设计缺陷或材质不均匀等原因都可能造成转子的质量分布不对称，从而使转子存在不平衡量，转子在高速运转时，这种不平衡越实用新型显，会造成振动、噪音、磨损甚至发生安全事故等问题。

因此在转子转动配装前都需要对转子进行动不平衡测试，然后根据情况铣削转子上不平衡点或是增加不平衡点的重量，但是现有的检测装置在检测转子时都是采用直接固定的方式固定转子，转子的空间位置不能调整；此外，现有转子在测试时是直接由电机轴带动同步转动，这种方式在测量较重的转子时，其对电机轴的重力会影响动平衡测量的结果。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种能够自动检测动不平衡转子的平衡状态，并将检测后转子夹持在当前位置的单工位半自动动平衡调整装置。

特别地，本实用新型提供了一种单工位半自动动平衡调整装置，包括：

弹性减震座，用于消除外界震动干扰，包括两块通过弹性件叠加安装的固定平台；

支撑组件，包括安装在固定平台上表面的两个可调节垂直高度和水平位置的支撑座，两个支撑座分别支撑测试动平衡的转子两端；

驱动组件，安装在固定平台上表面，包括电机和由电机驱动的可调节张紧度的轮组，在轮组上套有与转子外圆周接触的皮带；

转子夹具，用于夹持固定测试后的转子，包括两个设置在转子外圆周相对两侧且可相对移动的夹持块；

控制模块，用于控制转子的测量过程，同时接收和处理测试过程中的数据，以得到转子的不平衡点。

在本实用新型的一个实施方式中，所述弹性件包括对称固定在下部所述固定平台上表面的套管，和一端固定在上部所述固定平台下表面的连接杆，以及套在连接杆外的弹簧，连接杆的未固定端插在套管内且不可脱出。

在本实用新型的一个实施方式中，所述固定平台的上表面设置有两个平行的滑动槽，所述支撑座的底部通过卡块安装在滑动槽内，且可调整固定位置。

在本实用新型的一个实施方式中，所述支撑组件包括开口的U形外支架，条状的弹性钢片，开口的U形内支架，用于安装震动传感器的传感支架和调节转子放置位置的调节座；

在本实用新型的一个实施方式中，所述调节座包括V形垂直调节板、水平滑动调节座和安装在水平滑动调节座上的弹性支座，V形垂直调节板安装在U形内支架靠近转子的一侧，通过调节固定位置实现相对U形内支架高度的调整，水平滑动调节座固定在V形垂直调节板远离转子的一侧，在其上表面设置有垂直于V形垂直调节板的滑道，弹性支座为U形板结构，通过一端安装在滑道内且另一未固定端与转子相对。

在本实用新型的一个实施方式中，所述V形夹放置转子的内侧面设置有凹槽，在凹槽内安装有氧化锆陶瓷棒。

在本实用新型的一个实施方式中，所述驱动组件的轮组包括位于所述支撑组件垂直方向两侧的固定板，及安装在固定板上的主动轮、被动轮，主动轮和被动轮分别配置有能够在垂直方向上调整位置的惰轮，所述电机与主动轮连接，所述皮带套在主动轮、被动轮和两个惰轮上。

在本实用新型的一个实施方式中，在所述固定板上与安装后所述主动轮、被动轮垂直的位置设置有条形的调节槽，所述惰轮固定在调节槽内。

在本实用新型的一个实施方式中，所述转子夹具的夹持块包括支撑架，滑动导轨，V形夹和快速夹，支撑架相对地固定在与所述支撑组件垂直的两侧，滑动导轨安装在支撑架内且垂直于测试动平衡转子，V形夹滑动地安装在滑动导轨上，快速夹活动固定在支撑架上且通过拉杆与V形夹连接，当快速夹相对支撑架转动时会通过拉杆推动V形夹在滑动导轨上移动。

在本实用新型的一个实施方式中，在支撑架上设置有向转子下方延伸的测速支架，在测速支架上安装有通过光电检测转子转速的光电传感器。

本实用新型整个测量过程是在弹性减震座上完成，能够减少或隔离外界震动对转子的测量影响。采用非固定式方式支撑转子，可减少固定力对转子转动的影响，提高动平衡时的精确度。通过皮带摩擦外圆周带动转子转动，减少了电机直联方式对转子施加的偏心影响。通过转子夹具直接在转子测试完成后对转子进行夹持固定，以进行后期铣削，可避免转子移动后失衡点定位偏离的问题。

附图说明

图1是本实用新型一个实施方式的调整装置立体示意图；

图2是本实用新型一个实施方式的弹性减震座结构示意图；

图3是本实用新型一个实施方式的支撑组件结构示意图；

图4是图3中调节座的结构示意图；

图5是本实用新型一个实施方式的驱动组件结构示意图；

图6是本实用新型一个实施方式的转子夹具结构示意图。

具体实施方式

如图1～6所示，本实用新型一个实施方式公开一种单工位半自动动平衡调整装置，一般性地包括：用于消除外界震动干扰的弹性减震座10，和安装在弹性减震座10上用于支撑待测试动平衡转子50的支撑组件20，用于驱动转子50转动的驱动组件30，用于夹持固定转子50以进行动平衡调整的转子夹具40，和控制转子50测量过程的控制模块。

弹性减震座10包括两块通过弹性件13叠加安装的固定平台11、12，固定平台11、12通过弹性件13可以将地面的震动降低或消除，避免传递至转子50处影响动平衡测试效果。这里的弹性件13可同时起到支撑上方固定平台12的作用，如弹簧。

支撑组件20在实现转子50垂直方向上的支撑同时，还可以防止转子50水平方向的轴向窜动，具体包括安装在固定平台12上表面的两个相对设置的可调节垂直高度和水平位置的支撑座21，两个支撑座21分别支撑转子50的两端；这里的支撑座21可以是任意一种能够实现X、Y、Z三个方向调整的结构。如由立杆、横杆和固定座三者构成的立体调节结构，横杆相对立杆可以调整垂直方向上的高度，固定座相对横杆可以调整水平方向上的位置。

驱动组件30安装在固定平台12的上表面，包括作为驱动动力的电机31，和由电机31直接或间接驱动的可调节张紧度的轮组，在轮组上套有与转子50外圆周接触的皮带32；当轮组在电机31的带动下转动时，其上套的皮带32同时转动并传递动力，与皮带32接触的转子50则被动的旋转。当需要调整皮带32与转子50的接触距离或摩擦力时，可调整轮组中相应轮子的位置，从而实现皮带32张紧度的调整。

转子夹具40用于夹持固定已经确定失衡点的转子50，方便铣削工具工作，其包括两个设置在转子50外圆周相对两侧且可相对移动的夹持块41；夹持块41可以采用液压作为夹持动力。夹持块41可以是两个相对的能够与转子50外圆周贴合的结构，如弧形板、V形板等。

控制模块可以是工控机、计算机或具备相应处理功能的封装FPGA、PLC等控制程序的芯片，其同时接收和处理转子50测试过程中的数据，并根据测量数据得到转子50的不平衡位置，最终控制铣削工具对转子50的失衡点进行调整。

在工作时，将测试动平衡的转子50的两端放置在支撑组件20上，根据转子50的尺寸调整其支撑组件20的限定结构，以防止转子50在转动中的径向和轴向运动；然后驱动皮带32转动后带动转子50旋转，转子50旋转运动产生的振动被震动传感器22采集震动频率然后传送至控制模块，同时转速传感器43检测到的转子50转速也传送至控制模块，控制模块计算出当前转子50的动不平衡量大小并找到转子50的动不平衡位置。进而通过转子夹具40对转子50进行抱紧，启动机械手定位到转子50不平衡位置按照计算得出的不平衡量进行去重铣削，铣削完后，松开转子夹具40，进行复检环节，当复检出被测转子50的不平衡量在0.2g内，转子50动平衡合格，人工把合格产品拿出，再放入下个待测试转子50；当复检出被测转子50的不平衡量大于0.2g时，转子50动平衡不合格，需要进行二次动不平衡铣削。一般情况下，被测转子50在两次去重铣削就可以保证动不平衡量在0.2g之内，合格率99.9％。

本实施方式整个测量过程是在弹性减震座上完成，能够减少或隔离外界震动对转子的测量影响。采用非固定式方式支撑转子，可减少固定力对转子转动的影响，提高动平衡时的精确度。通过皮带摩擦外圆周带动转子转动，减少了电机直联方式对转子施加的偏心影响。通过转子夹具直接在转子测试完成后对转子进行夹持固定，以进行后期铣削，可避免转子移动后失衡点定位偏离的问题。

在本实用新型的一个实施方式中，公开一种具体的弹性件21结构，固定平台12、12为两块平行设置的板状结构，该弹性件13包括对称固定在下部固定平台11上表面的空心套管131，和一端固定在上部固定平台12下表面的连接杆132，以及套在连接杆132外的弹簧133。安装时，上部固定平台12通过连接杆132插入下部固定平台11的套管131内，弹簧133能够承受上部固定平台12安装所有测试部件及转子50后的重量，并避免连接杆132接触到套管131的底部，使所有测试部件都处于弹性支撑下。

连接杆132插在套管11内的一端可设置防脱结构，使连接杆132可沿套管131上下，但不能脱出。具体的防脱结构可以是直径大于套管131的上部开口的凸圈。虽然这里限定的是连接杆132与套管131的安装结构，但在该方案指导下，也可以采用两个套管131相互套插的结构，而弹簧133安装在套管131内或套管131外。

在本实用新型的一个实施方式中，公开一种具体的支撑组件20的支撑座21结构，其包括开口的U形外支架211，条状的弹性钢片212，开口的U形内支架213，用于安装震动传感器22的传感支架214和调节转子50放置位置的调节座215；

U形外支架211开口朝上的固定在上部固定平台12上，弹性钢片212的材质为弹簧钢，其厚度范围为0.2～03mm，其一端与U形外支架211的开口端部内侧连接，另一端与U形内支架213的底部外侧连接，两个弹性钢片212将U形内支架213开口朝上的悬吊在U形外支架211内，传感支架214安装在U形内支架213远离转子50一侧的底部，调节架215安装在U形内支架213的开口端处。

弹性钢片212的两端可以通过螺栓分别与U形外支架211、U形内支架213固定；调节架215用于支撑转子50的放置端同时调整放置后转子50的空间位置，避免转子50轴向窜动。转子50的两端放置在调节架215上后可处于一个精确的测量环境中，能够将微小的震动通过弹性钢片212传递至震动传感器22处，进而测得转子50精确的振动频率。

为方便调节两个U形外支架211的相对距离，可在上部固定平台12的上表面设置两个平行的滑动槽14，而在U形外支架211的底部设置可卡入滑动槽14内的卡块23。在使用时可通过调整U形外支架211在滑动槽14内的滑动距离来调整两个U形外支架211之间的距离，从而适应不同尺寸的转子50。滑动槽14和卡块23可以是相互配合的燕尾槽形状。

具体的调节座215可以包括一块V形垂直调节板2151、水平滑动调节座2152和安装在水平滑动调节座2152上的弹性支座2153；V形垂直调节板2151开口朝上的安装在U形内支架213靠近转子50的一侧，其可通过调节固定位置实现相对U形内支架213高度的调整，相对的就调整了转子50的支撑高度；水平滑动调节座2152固定在V形垂直调节板2151远离转子50的一侧，在其上表面设置有垂直于V形垂直调节板2151的滑道2154，弹性支座2153为U形板结构，通过一端安装在滑道2154内且另一未固定端与转子50相对。弹性支座2153安装后其与V形垂直调节板2151的开口位置相对，同时可根据固定在滑道2154内的不同位置来调整相对V形垂直调节板2151的距离。

当转子50的放置端放置在V形垂直调节板2151上的V形开口内后，其端部与弹性支座2153相对，可根据转子50的尺寸调整V形垂直调节板2151相对U形内支架213的固定高度，使之适合当前待测试转子50的尺寸。再调整弹性支座2153使其未固定端与转子50的放置端接触，当转子50转动时，其径向移动被会V形垂直调节板2151限制，而其轴向窜动则被弹性支座2153弹性的挡住，且不会产生硬性损伤。

进一步地，为减少转子50在旋转过程中对V形垂直调节板2151的V形开口的磨损，该V形垂直调节板2151的V形开口的内侧面可以设置相应的凹槽，然后在凹槽内安装氧化锆陶瓷棒2155，氧化锆陶瓷棒2155具有很高的光洁度和耐磨性特性，能够减少对转子50的损伤。

在本实用新型的一个实施方式中，驱动组件30的轮组可以包括位于支撑组件20垂直方向两侧的主动轮33和被动轮34和对应的固定板35，主动轮33和被动轮34分别配置有能够在垂直方向上调整位置的惰轮36，电机31与主动轮33连接，皮带32套在主动轮33、被动轮34和两个惰轮36上。

在两块固定板35上分别设置有垂直于主动轮33和被动轮34的调节槽37，惰轮36安装在调节槽37内且可沿调节槽37调整固定位置，从而实现皮带32张紧度的调整。皮带32采用截面为圆形的圆皮带，其数量可以为相互独立的2～3根。皮带32套在主动轮33、被动轮34和惰轮36上后形成一个大致的矩形，而转子50则通过外圆周表面由皮带32的上方均衡的地压在皮带32上。

在本实用新型的一个实施方式中，具体转子夹具40的夹持块41是一个四杆机构原理的自锁结构，可以包括门型的支撑架411，滑动导轨412，V形夹413和快速夹414；支撑架411相对地固定在固定平台12上且位于转子50外圆周面的两则，即与支撑组件20垂直的两侧，滑动导轨412安装在支撑架411内且与转子50的摆放方向垂直，V形夹413滑动地安装在滑动导轨412上，快速夹414活动固定在支撑架411上且通过拉杆415与V形夹413连接，快速夹414是一个可依据支撑架411作为支撑点将拉杆415拉出或推进的结构，如快速夹414与支撑架411接触的地方为一个偏心轮，快速夹414与支撑架411垂直时，V形夹413会在滑动导轨412上被快速夹414拉向远离转子50的一端，当快速夹414向一侧旋转时，其端部的偏心轮会推动拉杆415向转子50方向移动，并最终形成固定转子50的状态。快速夹414旋转后可通过相应的固定件将其固定在当前位置，避免松动。

此外，可以在拉杆415与快速夹414之间设置弹簧，正常状态下拉杆415被弹簧拉向远离转子50的一端，而快速夹414旋转后则可使拉杆415克服弹力向转子50方向移动。

在支撑架411上可设置向转子50下方延伸的测速支架416，光电传感器42安装在测速支架416上。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

设计图

一种单工位半自动动平衡调整装置论文和设计

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