[發明專利]曲軸動平衡設計方法

無效

• 申請號: 200710048963.9
• 申請日: 2007-04-27
• 公開（公告）號: CN101110093A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 甯福貴
• 申請（專利權）人: 四川綿竹鑫坤機械制造有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所
• 代理人: 徐豐

技術領域

本發明涉及對曲軸零件的動平衡測試方法，特別是一種用于測試曲軸零件的曲軸動平衡的設計方法。

背景技術

傳統的曲軸零件設計往往是設計人員憑借自身的實踐經驗進行設計，然后根據設計人員的設計將曲軸零件加工成型后再拿到動平衡機上進行動平衡校驗，這是目前國內所普遍采取的方法，因此對動平衡測試這一步驟的改進都局限在對動平衡機上的改進和設計。對于動平衡機，其動平衡的計算精度并不高，并且設計開發時間也較長，投入的資金也較多。

因此在曲軸零件的設計過程中就完成動平衡測試的設計方法在目前還是比較空白的領域。

發明內容

本發明提供了一種曲軸動平衡的設計方法，可以將曲軸零件設計好后，立即就完成對該設計的動平衡的測試，這樣可以得到成型的曲軸零件成品幾乎是完全合乎設計要求的。

本發明的技術方案如下：

曲軸動平衡的設計方法，其特征在于：將曲軸零件的模型進行切片分析，就是將曲軸零件的模型進行有限次的軸向分割，曲軸零件模型被分割成若干個切片，然后提取進行曲軸零件模型的相應數據，將所得到的相應數據與預先設定的數據比較，最后判斷得到曲軸零件模型的動平衡是否在生產要求的范圍內。

所述相應數據包括質量、向徑。

所述切片分析步驟是根據剛性轉子動平衡分析的原理設定了兩個平衡矯正面A、B，參考基準面，分析步驟如下：

A、首先選擇兩個平衡校正面作為動平衡計算時的基準，一個平衡校正面后，再通過旋轉或移動零件來選擇另外一個平衡校正面；

B、用戶再選擇曲軸零件的一個端面來作為零件進行有限元次分割時的參考基準面，且該參考基準面必須最后進行選擇；

C、確認上一步基準選擇是否正確，如果不正確則需要重新選擇，直到基準選擇正確后，再設置待分析曲軸零件的長度和所劃分的精度(劃分精度的不同將對分析結果產生不同的影響)，還有相應的平衡精度和曲軸的轉速；

D、通過實體分析曲軸零件模型得到相應數據，再進行曲軸零件模型的動平衡分析計算；

E、得到計算分析結果數據，將所有結算分析結果與步驟C所設置的數據對比，得到該曲軸零件模型是否滿足動平衡的結論。

上述步驟D中所述曲軸零件模型的動平衡分析計算就是指將相應的數據放到剛性轉子動平衡分析的運算公式中，計算出平衡質徑積，通過所得到的平衡質徑積來判斷曲軸零件模型的動平衡是否在生產要求的范圍內。

所述步驟E的計算分析結果數據包括在兩個平衡校正面上的不平衡質心、質徑積、質量半徑以及當量不平衡質量。

所述步驟E的結論是曲軸零件模型不滿足動平衡時，通過剛性轉子動平衡分析的計算方法進行當量質量的平衡矯正計算，得出達到生產要求的動平衡數值。

所述平衡矯正計算結論以三維視圖和數值顯示計算結果。

所述剛性轉子動平衡分析的計算方法如下：

對于質量分布不在同一回轉面內的轉子，當其轉動時所產生的離心力已不再是一個平面匯交力系，而是空間力系。因此，單靠在某一回轉平面內加、減平衡質量的方法已不能解決動不平衡的問題。

在進行動平衡計算時，需將不平衡質量產生的慣性力分解為兩個指定平面內的力。這就需要用到質徑積的分解和代替。

根據平行力的合成與分解原理，某一平面上的一個力，可以由任意選定的兩個平行平面內的兩個力代替它。在不平衡質量m所在平面的兩側選定兩個平衡基面A和B，設它們與m所在平面的距離分別為a和b，A和B兩個平衡基面間的距離為L。用來代替m的兩個質量分別為m_A和m_B，它們分別在A和B兩個平衡基面內，其向徑分別為r_A和r_B，且m、m_A和m_B三者在同一軸面內。則m、m_A和m_B所產生的離心力P、P_A和P_B構成同一平面內的三個平行力。P_A和P_B能完全代替的條件如式(1)。