[實用新型]一種摩擦型全自動高速主軸在線動平衡裝置及其控制系統

無效

• 申請號: 200820079511.7
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN201177550Y
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 伍良生;張云禧;周大帥;朱美玲
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01M1/38
• 分類號: G01M1/38;B24B41/04
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張慧

1、一種摩擦型全自動高速主軸在線動平衡裝置，其特征在于：平衡裝置整體上采用對稱式結構設計，以嚙合齒圈(6)為中心左右對稱，包括有外殼、連接軸、平衡環和平衡環驅動執行機構四部分；其中：

外殼包括有軸承(4)和由隔磁材料制成的圓筒形殼體(1)、端蓋(2)和軸承蓋(3)，端蓋(2)、軸承蓋(3)和軸承(4)各有對稱的兩個，殼體(1)、端蓋(2)和軸承蓋(3)三者緊固配合；

連接軸包括中心軸(5)和圓環形嚙合齒圈(6)，嚙合齒圈(6)的兩端面設置有三角尖齒離合器爪齒；嚙合齒圈(6)套裝在中心軸(5)上，二者緊固連接；中心軸(5)的一端設置有用于與高速主軸緊固連接的螺桿；

平衡環包括由軟磁材料制成的平衡環身(7)和由隔磁材料制成的平衡環體(8)，圓環形平衡環身(7)套裝在平衡環體(8)上，二者緊固連接構成平衡環；圓環形平衡環身(7)上設置有用于傳感器讀取信號和校正高速主軸不平衡量的不平衡量缺口，平衡環體(8)設置有中心孔，其內側面設置有三角尖齒離合器爪齒，以嚙合齒圈(6)為中心，兩對稱的平衡環套裝在中心軸(5)上，二者的中心線重合，平衡環可在中心軸(5)上沿軸向內外移動，向內移動時，平衡環外側的三角尖齒離合器爪齒與嚙合齒圈(6)外側的三角尖齒離合器爪齒嚙合，向外移動時二者分離；

平衡環驅動執行機構包括電磁鐵、減速軸承(13)、彈簧(14)和彈簧擋圈(15)，電磁鐵又包括有電磁鐵線圈(11)、由隔磁材料制成的電磁鐵擋圈(10)、由軟磁材料制成的電磁鐵骨架(9)和電磁鐵套筒(12)；電磁鐵骨架(9)設置有中心孔，圓環形電磁鐵擋圈(10)套裝在電磁鐵骨架(9)的內側，電磁鐵線圈(11)纏繞在電磁鐵骨架(9)上，電磁鐵套筒(12)套在電磁鐵骨架(9)和電磁鐵擋圈(10)上，電磁鐵線圈(11)被封裝在由電磁鐵骨架(9)、電磁鐵套筒(12)和電磁鐵擋圈(11)封閉成的內部空間內；兩對稱的電磁鐵分別固定連接在端蓋(2)的內側端部；減速軸承(13)整體嵌入在電磁鐵骨架(9)內，二者緊配合，且減速軸承(13)外圈內側與電磁鐵骨架(9)內側在同一個平面內，減速軸承(13)內圈內側高于其外圈內側，平衡環向外移動時，只能移動到減速軸承(13)內圈的內側處；彈簧擋圈(15)套在中心軸(5)上，二者松配合，彈簧擋圈(15)的外側與軸承(4)內圈內側緊靠在一起，圓柱彈簧(14)的一端固定在彈簧擋圈(15)上，另一端套在平衡環體(8)的外側端部，裝配后彈簧(14)有預壓縮量，在預壓力的作用下，平衡環向內移動與嚙合齒圈(6)緊固嚙合。

2、一種控制權利要求1所述的摩擦型全自動高速主軸在線動平衡裝置的控制系統，其特征在于：包括核心電路模塊(A)、控制執行電路模塊(B)、檢測模塊(C)、前端通道模塊(D)；所述的核心電路模塊(A)又包括核心處理器(A1)和與核心處理器(A1)相連接的時鐘模塊(A2)、電源管理模塊(A3)、與上位機間的SCI通訊模塊(A4)、A/D轉換模塊(A5)、顯示模塊(A6)、報警模塊(A7)和處理器外擴存儲模塊(A8)；所述的控制執行電路模塊(B)又包括第一光電隔離(B1)、電磁鐵通斷控制電路(B2)；檢測模塊(C)包括第一平衡環位置傳感器(C1)、第二平衡環位置傳感器(C2)、高速主軸基準傳感器(C3)和高速主軸振動傳感器(C4)；前端通道模塊(D)包括功率放大模塊(D1)、抗混疊濾波器(D2)和第二光電隔離模塊(D3)；其中：

核心電路模塊(A)通過控制執行電路模塊(B)中的第一光電隔離(B1)與電磁鐵通斷控制電路(B2)相連；電磁鐵通斷控制電路(B2)分別與平衡環驅動執行機構中的兩個電磁鐵線圈(11)相連；

第一平衡環位置傳感器(C1)、第二平衡環位置傳感器(C2)、高速主軸基準傳感器(C3)通過前端通道模塊(D)中的第二光電隔離(D3)與核心處理器(A1)相連；高速主軸振動傳感器(C4)依次通過前端通道模塊(D)中的抗混疊濾波器(D2)和功率放大模塊(D1)與核心處理器(A1)相連。