[發(fā)明專利]一種曲軸總成動平衡的測量裝置及其測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710092795.3
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN101135597A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王成;張濟(jì)生
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶迪佳科技有限公司
• 主分類號: G01M1/22
• 分類號: G01M1/22
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 侯懋琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測量動平衡的裝置及其方法，尤其是涉及一種曲軸總成動平衡的測量裝置及其測量方法。

背景技術(shù)

摩托車發(fā)動機(jī)曲軸總成包括左曲柄軸、右曲柄軸、曲柄銷、連桿、活塞、活塞銷、缸套、左軸承、右軸承等組件，曲軸總成工作在高速旋轉(zhuǎn)的條件下，所產(chǎn)生針對發(fā)動機(jī)的動態(tài)不平衡力，不僅包含左、右曲柄軸轉(zhuǎn)動引起的不平衡離心力，同時(shí)還有連桿、活塞沿中軸線方向的高速往復(fù)運(yùn)動產(chǎn)生的不平衡慣性力。由于以上兩類力的共同作用，曲軸總成在回轉(zhuǎn)面即X、Y平面內(nèi)的不平衡慣性力具有隨曲柄軸回轉(zhuǎn)角度θ_i變化而變化的特征，i＝1，2，......。參看圖6，傳統(tǒng)的動平衡機(jī)一般只能夠測量對稱形狀零件或組件的數(shù)據(jù)，由于不平衡離心力在任意角度上保持不變，只需要檢測任何一個(gè)方向轉(zhuǎn)子不平衡離心力引起的振動或慣性力就可以確定被測轉(zhuǎn)子的不平衡量。因此所有傳統(tǒng)動平衡機(jī)的平衡架都只能測量一個(gè)方向，通常是水平方向的不平衡振動或力的信號。但是，因?yàn)榍S總成不平衡慣性力的大小是圍繞曲柄軸軸心不同角度方向θ_k的變化而改變的，為了適應(yīng)這一特殊測量要求，現(xiàn)有的傳統(tǒng)測量方法采用：將被測曲軸總成裝入特制的回轉(zhuǎn)夾具中，安裝曲柄軸的左右軸承座和放活塞的模擬缸套與夾具做成一體，將該夾具固定在通用動平衡機(jī)的平衡架上，松開夾具后，使其可以繞曲柄軸軸心轉(zhuǎn)動。電動機(jī)驅(qū)動曲軸總成高速回轉(zhuǎn)，沿水平方向測量曲軸總成預(yù)定的一系列角度θ_k方向上的不平衡振動數(shù)據(jù)。一般從θ₁＝0°方向開始測量不平衡振動信號A_θ1；測量完畢后，停下電動機(jī)，松開夾具，將曲軸總成連同夾具轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的小角度，通常是10°即θ₂＝10°，夾緊夾具后，再開動電動機(jī)，測量θ₂角度方向的不平衡振動信號A_θ2；測量完畢后，停下電動機(jī)，松開夾具，再開始下一角度θ₃＝20°方向上曲軸總成的不平衡振動信號A_θ3的測量；如此重復(fù)循環(huán)下去，從0°逐次轉(zhuǎn)到350°測量才結(jié)束。數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，打印出數(shù)據(jù)表和繪制成不平衡量隨角度θ_k變化的封閉軌跡曲線。國內(nèi)外廠商甚至國際著名公司生產(chǎn)此類用途的動平衡機(jī)均是采取上述方式。由于在檢測中要求不斷重復(fù)地啟、停電動機(jī)和不斷松開、夾緊和轉(zhuǎn)動平衡架上的夾具，檢測一套曲軸總成的時(shí)間周期往往長達(dá)30～50分鐘，花費(fèi)勞力多，不能很好滿足現(xiàn)場快速精密檢測的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能快速精確測量摩托車曲軸總成動平衡的測量裝置及其測量方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：曲軸總成動平衡的測量裝置，包括電動機(jī)、直角形支撐座、兩端為法蘭的圓筒彈性支承、空心軸套、傳動軸、L形托架、連接套和動平衡機(jī)床座，其中：直角形支撐座固定在動平衡機(jī)床座上，兩端為法蘭的圓筒彈性支承一端固定在直角形支撐座的垂直壁板上，該壁板中心有孔，電動機(jī)固定在與該壁板相對的另一面上，L形托架固定在中空圓筒彈性支承的另一端成懸臂狀；電動機(jī)的軸連接空心軸套和傳動軸，穿過壁板孔和圓筒彈性支承內(nèi)孔中心的，通過連接套與被測曲軸總成連接；在圓筒彈性支承靠近直角形支撐座一邊的一圈薄壁柱面上，沿水平Y(jié)軸線左右兩邊和沿垂直X軸線上下兩邊分別貼上應(yīng)變片，應(yīng)變片的輸出送入計(jì)算機(jī)。

傳動軸兩端為球形，在兩端球心各鉆有一個(gè)插銷通孔，兩通孔中軸線互相垂直且都與傳動軸垂直；空心軸套的兩側(cè)沿軸線各銑有一個(gè)通槽，通過插銷與傳動軸的一頭連接；連接套的端部銑有兩個(gè)相互平行的槽，通過插銷與傳動軸的另一頭連接。所述的L型托架包括連接于懸臂上端的左右軸承座、左右軸承蓋和固定于懸臂底部的模擬缸套；左右軸承座與左右軸承蓋之間通過螺釘連接。沿水平Y(jié)軸線左右兩邊各貼的兩只應(yīng)變片，組成全橋測量電路Ry1、Ry3和Ry2、Ry4；沿垂直X軸線上下兩邊各貼的兩只應(yīng)變片，組成全橋測量電路Rx1、Rx3和Rx2、Rx4。

曲軸總成動平衡的測量方法，包含以下步驟：1)把待測曲軸總成的左右滾動軸承分別放在L型托架的左右軸承座上，分別合上左右軸承蓋，用螺釘夾緊；曲軸總成的活塞插入模擬缸套中，曲軸總成的右曲柄軸固定在連接套上；2)啟動電動機(jī)，帶動曲軸總成做高速旋轉(zhuǎn)；3)應(yīng)變片組成的應(yīng)變傳感器把感應(yīng)到的彎曲應(yīng)力，轉(zhuǎn)化為電信號輸入計(jì)算機(jī)；4)計(jì)算機(jī)對沿X、Y方向的上述電信號進(jìn)行采集、處理，獲得動平衡曲線。