[發明專利]一種超精密柔性轉子雙面在線去重動平衡系統

有效

• 申請號: 202010018856.7
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111168244B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 運俠倫;袁世玨;梅雪松;姜歌東;王晨;龐哲凱
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23K26/36
• 分類號: B23K26/36;B23K26/70
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種超精密柔性轉子雙面在線去重動平衡系統，包括超高速柔性主軸，超高速柔性主軸支撐在主軸夾具上，超高速柔性主軸的兩端安裝有不平衡去重盤，每個不平衡去重盤旁邊配合有一個激光在線去重系統，兩個激光在線去重系統和一個測控系統連接，激光在線去重系統實現上下和左右兩個方向的位置調整以及去重激光器兩個方向的旋轉運動調姿，測控系統實現復雜工況條件下振動信號的采集與精確提取、激光去重系統位置與去重激光器姿態調整控制、激光脈沖發射控制以及人機交互的功能；本發明結合激光快速去除技術，實現了超高速柔性轉子旋轉狀態下的不平衡測試與自動去重功能，節約了人工成本，大大提高了平衡效率。

技術領域

本發明涉及高速轉子動平衡技術領域，具體涉及一種超精密柔性轉子雙面在線去重動平衡系統。

背景技術

隨著科技的進步與發展，機械設備的自動化程度在不斷提升，功能也在日益增多，同時機械設備的結構也變得越來越復雜，如果發生故障，其拆卸與維修成本以及影響生產等將給企業造成很大的損失，所以人們都希望設備能夠長時間穩定運行，最大的發揮其生產能力；這就需要能夠準確的掌握機械設備的運行狀態，并及時高效的進行故障抑制。而旋轉機械在我們現在機械領域占據了很大的比例，旋轉機械有60％的故障是由不平衡引起的，如何高效高精度的進行不平衡量檢測與動平衡處理具有很重要的工業價值。

離線平衡技術需要對轉子進行拆卸，不但耗時耗力，而且還無法平衡由于安裝誤差、工作過程中的離心膨脹等因素造成的不平衡振動；現場平衡主要依靠動平衡儀實現，動平衡儀具有數據采集、頻譜分析等功能，通過影響系數法、模態平衡法等方法對主軸轉子的不平衡量進行辨識，可以減少拆裝轉子的勞動量，同時由于試驗的狀態與實際工作狀態一致，平衡完成后不需要再裝配等工序，能夠獲得更高的平衡精度。但是現場平衡需要通過手動方式進行校正，在平衡過程中也需要一定次數的啟停機，影響生產效率，另外傳統的人工矯正方法不能保證很高的精度，接觸式的去重方式所用的鉆頭等刀具去重時會對轉子產生機械作用力，可能會造成變形或損傷等不利影響。

隨著激光快速去除技術得到越來越廣泛的應用，激光加工作為一種非接觸式的加工手段，對材料進行去除時不僅不會產生機械力，而且去除精度高，激光脈沖作用時間短，能對旋轉狀態下的物體進行指定位置精密切除，高速柔性轉子工作在越階范圍內，在動平衡時就特別需要超高精度的去重，激光去重在此就表現出了極大的優勢，但是目前還沒有相關文獻公開。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供了一種超精密柔性轉子雙面在線去重動平衡系統，結合激光快速去除技術，實現了超高速柔性轉子旋轉狀態下的不平衡測試與自動去重功能，節約了人工成本，大大提高了平衡效率。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種超精密柔性轉子雙面在線去重動平衡系統，包括超高速柔性主軸14，超高速柔性主軸14支撐在主軸夾具13上，超高速柔性主軸14的兩端安裝有不平衡去重盤12，每個不平衡去重盤12旁邊配合有一個激光在線去重系統，兩個激光在線去重系統和一個測控系統連接，激光在線去重系統實現上下和左右兩個方向的位置調整以及去重激光器兩個方向的旋轉運動調姿，測控系統實現復雜工況條件下振動信號的采集與精確提取、激光去重系統位置與去重激光器姿態調整控制、激光脈沖發射控制以及人機交互的功能。

所述的不平衡去重盤12通過鎖緊螺母被安裝在超高速柔性主軸14兩端，不平衡去重盤12中間所開的安裝孔1203為錐形孔，與超高速柔性主軸14兩端的短錐面相互配合實現安裝定位；不平衡去重盤12端面被均勻劃分成四等份，每等份的去重區域1202設置在不同的半徑范圍內，其余區域為非去重部位，全部涂上反光材料1201；不平衡去重盤12上設有區域標記點1204，用作不平衡零相位參考點。