專利名稱：渦旋壓縮機(jī)動(dòng)平衡專機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)平衡領(lǐng)域，尤其涉及渦旋壓縮機(jī)動(dòng)平衡。
背景技術(shù)：
如圖I所示，為渦旋壓縮機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，渦旋壓縮機(jī)的動(dòng)渦旋盤2和靜渦旋盤I的型線交錯(cuò)在一起，靜渦旋盤I與支架體4相連，動(dòng)渦旋盤2浮動(dòng)在靜渦旋盤I與支架體4之間，動(dòng)渦旋盤2在防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的約束下相對(duì)靜渦旋盤I作公轉(zhuǎn)平動(dòng)。皮帶輪7通過偏心軸6帶動(dòng)動(dòng)渦旋盤2運(yùn)動(dòng)，動(dòng)渦旋盤2的公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與偏心軸6轉(zhuǎn)速相同。偏心軸6與動(dòng)渦旋盤
2、大平衡鐵5、小平衡鐵8以及防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)構(gòu)成了一個(gè)特殊的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。和其它轉(zhuǎn)子系統(tǒng)相同，不平衡的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生 不平衡的離心慣性力，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，偏心軸6上的不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力就會(huì)使動(dòng)渦旋盤2和靜渦旋盤I的渦旋齒過度接觸，磨損加劇，可能發(fā)生渦旋齒的膠合；除此之外，離心慣性力通過軸承作用到機(jī)體及其基礎(chǔ)上，引起機(jī)器振動(dòng)，從而增大噪聲、增加能耗、加速軸承的磨損和降低機(jī)器的壽命，嚴(yán)重時(shí)能造成破壞性事故。因此，對(duì)渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的平衡設(shè)計(jì)，是降低機(jī)器振動(dòng)、提高其使用安全性、可靠性、壽命和效率的最重要措施之一，也是實(shí)現(xiàn)低振動(dòng)、低噪聲的根本保證。但造成轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡的因素很多，例如轉(zhuǎn)子材質(zhì)的不均勻性，加工及裝配中產(chǎn)生的誤差，甚至設(shè)計(jì)時(shí)就具有非對(duì)稱的幾何形狀等。目前主要是通過理論計(jì)算和精確的加工來保證轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的平衡，但這些因素造成的不平衡量一般都是隨機(jī)的，無法進(jìn)行完全精確的理論計(jì)算，因此，僅有理論計(jì)算(計(jì)算也會(huì)存在誤差)還不足以滿足工程實(shí)際需要，必須通過動(dòng)平衡試驗(yàn)來測(cè)定和校正在制造中因加工裝配誤差和材料質(zhì)量偏差所造成的新的不平衡量，使其達(dá)到允許的平衡精度等級(jí)，或使因此產(chǎn)生的機(jī)器振動(dòng)幅度下降到允許的范圍內(nèi)，這樣才能保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種渦旋壓縮機(jī)動(dòng)平衡專機(jī)。本發(fā)明是渦旋壓縮機(jī)動(dòng)平衡專機(jī)，包括渦旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的模擬工裝機(jī)構(gòu)和動(dòng)平衡主機(jī)，模擬工裝機(jī)構(gòu)完全模擬渦旋壓縮機(jī)動(dòng)渦旋盤2的公轉(zhuǎn)平動(dòng)，偏心軸6放置在能夠上下移動(dòng)位置的第一徑向支撐16和第二徑向支撐13上，滾針軸承18提前固定安裝在動(dòng)渦旋盤2上，與偏心軸6松配合；動(dòng)平衡主機(jī)中的動(dòng)渦旋盤2在防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3和支架17的互相配合下，通過偏心軸6的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)平動(dòng)，能夠左右移動(dòng)的擋塊20替代靜渦旋盤I浮動(dòng)于動(dòng)平衡機(jī)座10上，擋桿9通過球頭連接進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，擋桿9配合第一徑向支撐16和第二徑向支撐13以及擋塊20來限制防止偏心軸6的軸向跑偏，電機(jī)通過皮帶14帶動(dòng)偏心軸6進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，速度的控制采用變頻調(diào)速的方法，大平衡鐵5和小平衡鐵8采用熱裝的形式固定于偏心軸6上；動(dòng)平衡主機(jī)根據(jù)光電傳感器11的信號(hào)來提取主軸轉(zhuǎn)速和角度信息，根據(jù)位于第一徑向支撐16和第二徑向支撐13上的第一振動(dòng)傳感器12和第二振動(dòng)傳感器15來提取振動(dòng)信號(hào)，測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)偏心軸6的轉(zhuǎn)速、角度和振動(dòng)幅值來確定轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡量和位置。本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是所述的渦旋壓縮機(jī)動(dòng)平衡專機(jī)，其針對(duì)渦旋轉(zhuǎn)子的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專用動(dòng)平衡機(jī)。渦旋壓縮機(jī)動(dòng)平衡專機(jī)是在通用動(dòng)平衡機(jī)的基礎(chǔ)上完全模擬動(dòng)渦旋盤的運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)平衡試驗(yàn)與渦旋壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)完全吻合，有效的降低了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在高轉(zhuǎn)速和變轉(zhuǎn)速運(yùn)行過程中的振動(dòng)和噪聲。很大程度上提高了整機(jī)的穩(wěn)定性和性能指標(biāo)。


圖I為渦旋壓縮機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖2為動(dòng)平衡原理圖，圖3為渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)平衡示意圖，圖4為渦旋壓縮機(jī)動(dòng)平衡專機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡試驗(yàn)分為兩步，第一步先進(jìn)行嚴(yán)格的理論計(jì)算，第一步理論計(jì)算完成后就可以在動(dòng)平衡專機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)。如圖2所示，根據(jù)力的等效原理作用于構(gòu)件上某點(diǎn)的力，可向構(gòu)件上任意另兩點(diǎn)分解。則動(dòng)平衡中各力F:、F2, F3向兩個(gè)選定的平衡面上進(jìn)行分解，最終合成的力以兩個(gè)集中不平衡量F/和Fb"的形式完全表現(xiàn)出來。也即所有不平衡量的作用，相當(dāng)于由這兩個(gè)集中不平衡量所引起。對(duì)這兩個(gè)集中不平衡量進(jìn)行平衡，動(dòng)不平衡轉(zhuǎn)子就達(dá)到了完全的平衡。渦旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的平衡采用動(dòng)渦旋盤2的靜平衡結(jié)合雙面動(dòng)平衡來實(shí)現(xiàn)，先將動(dòng)渦旋盤2的重心通過靜平衡移到中心軸線上，與偏心軸6的軸頭的中心重合，然后采用雙平面、變轉(zhuǎn)速、逐步平衡的方式來進(jìn)行動(dòng)平衡。圖3所示為渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)平衡示意圖，動(dòng)渦旋盤由于渦旋齒具有偏心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得重心不在其中心，所以先進(jìn)行靜平衡，運(yùn)用理論力學(xué)的重心原理在動(dòng)渦旋盤選定的面上加減重量，使動(dòng)渦旋盤的幾何重心回歸到偏心軸的回轉(zhuǎn)軸線。然后根據(jù)動(dòng)平衡原理
_3] Fa = Fc+Fp+FbFaha+Fbhb = Fphp+Fchc最終就可通過理論計(jì)算來確定渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的大平衡鐵5、小平衡鐵8的質(zhì)量、形狀和位置。在選取的兩個(gè)特定面上裝配平衡鐵，理論上渦旋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子已經(jīng)平衡了，但由于在實(shí)際制造過程中因加工裝配誤差和材料質(zhì)量偏差所造成的新的不平衡的影響，使得轉(zhuǎn)子系統(tǒng)實(shí)際上還不是完全平衡的，而渦旋壓縮機(jī)對(duì)平衡的要求比較高，所以轉(zhuǎn)子系統(tǒng)必須在動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行平衡后才能達(dá)到完全平衡，最終滿足設(shè)計(jì)運(yùn)行要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。第二步就是在動(dòng)平衡專機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)。由于渦旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的特殊性，動(dòng)平衡的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，不能在普通動(dòng)平衡機(jī)上用一般方法來完成試驗(yàn)。所以本發(fā)明針對(duì)這一難題設(shè)計(jì)了渦旋壓縮機(jī)動(dòng)平衡專機(jī)，如圖I、圖4所示，渦旋壓縮機(jī)動(dòng)平衡專機(jī)包括轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的模擬工裝機(jī)構(gòu)和動(dòng)平衡主機(jī)，模擬工裝機(jī)構(gòu)完全模擬渦旋壓縮機(jī)動(dòng)渦旋盤2的公轉(zhuǎn)平動(dòng)，偏心軸6放置在第一徑向支撐16和第二徑向支撐13上，第一徑向支撐16和第二徑向支撐13可以進(jìn)行上下位置調(diào)整，從而確保偏心軸6的水平，滾針軸承18提前固定安裝在動(dòng)渦旋盤2上，與偏心軸6松配合。動(dòng)平衡主機(jī)中的動(dòng)渦旋盤2在防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3和支架17的互相配合下，通過偏心軸6的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)平動(dòng)，也防止了動(dòng)渦旋盤2的自轉(zhuǎn)，防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的固定可以根據(jù)結(jié)構(gòu)不同采用電磁技術(shù)(滾珠)或機(jī)械結(jié)構(gòu)(十字環(huán)、小曲拐)方式來實(shí)現(xiàn)，擋塊20替代靜渦旋盤I浮動(dòng)于動(dòng)平衡機(jī)座10上，擋塊20可以左右移動(dòng)，以此來限制動(dòng)渦旋盤2的軸向位置。擋桿9可以通過球頭連接進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，擋桿9配合第一徑向支撐(16)和第二徑向支撐13以及擋塊20來防止偏心軸6的軸向跑偏，電機(jī)通過皮帶14帶動(dòng)偏心軸6進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，速度的控制采用變頻調(diào)速的方法。大平衡鐵5和小平衡鐵8采用熱裝的形式固定于偏心軸6上。動(dòng)平衡主機(jī)根據(jù)光電傳感器11的信號(hào)來提取主軸轉(zhuǎn)速和角度信息，根據(jù)位于第一徑向支撐16和第二徑向支撐13上的第一振動(dòng)傳感器12和第二振動(dòng)傳感器15來提取振動(dòng)信號(hào),測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)偏心軸6的轉(zhuǎn)速、角度和振動(dòng)幅值來確定轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡量和位置。
在進(jìn)行動(dòng)平衡時(shí)，還需要研究剩余不平衡量對(duì)軸系振動(dòng)的影響，當(dāng)剩余不平衡量達(dá)到極限小，偏心軸6的作用力完全平衡時(shí)，氣體力產(chǎn)生的振動(dòng)全部作用在軸承上，可能會(huì)產(chǎn)生更大的振動(dòng)，所以最終剩余不平衡量是通過與具體渦旋壓縮機(jī)氣體力變化來共同確定的，這也是最終實(shí)際生產(chǎn)中提供剩余不平衡量的范圍和標(biāo)準(zhǔn)。由于防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3可以替換，擋塊20、擋桿9以及第一徑向支撐16和第二徑向支撐13都可以調(diào)節(jié)，所以動(dòng)平衡專機(jī)可以適應(yīng)不同規(guī)格渦旋轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中可以在專機(jī)上直接進(jìn)行平衡鐵質(zhì)量的增減，動(dòng)平衡專機(jī)的屏幕上會(huì)顯示不平衡質(zhì)量的位置和大小。由于加工、裝配和計(jì)算的誤差綜合起來，轉(zhuǎn)子的開始不平衡質(zhì)量比較大，如果開始轉(zhuǎn)速太高會(huì)因振動(dòng)太大而損壞動(dòng)平衡機(jī)，所以采用變轉(zhuǎn)速的方法，從低轉(zhuǎn)速開始進(jìn)行平衡，逐漸提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，直到達(dá)到要求的平衡轉(zhuǎn)速，最終完成動(dòng)平衡試驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.渦旋壓縮機(jī)動(dòng)平衡專機(jī)，包括渦旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的模擬エ裝機(jī)構(gòu)和動(dòng)平衡主機(jī)，模擬エ裝機(jī)構(gòu)完全模擬渦旋壓縮機(jī)動(dòng)渦旋盤(2)的公轉(zhuǎn)平動(dòng)，其特征在于偏心軸(6)放置在能夠上下移動(dòng)位置的第一徑向支撐(16)和第二徑向支撐(13)上，滾針軸承(18)提前固定安裝在動(dòng)渦旋盤(2)上，與偏心軸(6)松配合；動(dòng)平衡主機(jī)中的動(dòng)渦旋盤(2)在防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)和支架(17)的互相配合下，通過偏心軸(6)的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)平動(dòng)，能夠左右移動(dòng)的擋塊(20)替代靜渦旋盤(I)浮動(dòng)于動(dòng)平衡機(jī)座(10)上，擋桿(9)通過球頭連接進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，擋桿(9)配合第一徑向支撐(16)和第二徑向支撐(13)以及擋塊(20)來防止偏心軸(6)的軸向跑偏，電機(jī)通過皮帶(14)帶動(dòng)偏心軸(6)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，速度的控制采用變頻調(diào)速的方法，大平衡鉄(5)和小平衡鐵(8)采用熱裝的形式固定于偏心軸(6)上；動(dòng)平衡主機(jī)根據(jù)光電傳感器(11)的信號(hào)來提取主軸轉(zhuǎn)速和角度信息，根據(jù)位于第一徑向支撐(16)和第二徑向支撐(13)上的第一振動(dòng)傳感器(12)和第二振動(dòng)傳感器(15)來提取振動(dòng)信號(hào)，測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)偏心軸出)的轉(zhuǎn)速、角度和振動(dòng)幅值來確定轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡量和位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述之渦旋壓縮機(jī)動(dòng)平衡專機(jī)，其特征是渦旋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的平衡采用動(dòng)渦旋盤(2)的靜平衡結(jié)合雙面動(dòng)平衡來實(shí)現(xiàn)，先將動(dòng)渦旋盤(2)的重心通過靜平衡移到中心軸線上，與偏心軸出)的軸頭的中心重合，然后采用雙平面、變轉(zhuǎn)速、逐步平衡的方式來進(jìn)行動(dòng)平衡。
全文摘要
渦旋壓縮機(jī)動(dòng)平衡專機(jī)，偏心軸(6)放置在徑向支撐(16、13)上，與偏心軸(6)松配合；動(dòng)平衡主機(jī)中的動(dòng)渦旋盤(2)在防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)和支架(17)的互相配合下，通過偏心軸(6)的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)平動(dòng)，擋塊(20)浮動(dòng)于動(dòng)平衡機(jī)座(10)上，擋桿(9)配合徑向支撐(16、13)以及擋塊(20)來防止偏心軸(6)軸向跑偏，電機(jī)通過皮帶(14)帶動(dòng)偏心軸(6)旋轉(zhuǎn)，大平衡鐵(5)和小平衡鐵(8)采用熱裝的形式固定于偏心軸(6)上；根據(jù)光電傳感器(11)的信號(hào)來提取主軸轉(zhuǎn)速和角度信息，根據(jù)位于徑向支撐(16、13)上的振動(dòng)傳感器(12、15)來提取振動(dòng)信號(hào)，測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)偏心軸(6)的轉(zhuǎn)速、角度和振動(dòng)幅值確定轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡量和位置。
文檔編號(hào)G01M1/38GK102628725SQ20111040502
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者張力, 張洪生, 彭斌, 李超, 趙嫚, 鄭玉巧 申請(qǐng)人:蘭州理工大學(xué)