[其他]扇葉動平衡機三自由度機械系統

無效

• 申請號: 86200125
• 申請日: 1986-01-17
• 公開（公告）號: CN86200125U
• 公開（公告）日: 1986-08-20
• 發明（設計）人: 馮冠平;徐峰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01M1/02
• 分類號: G01M1/02
• 代理公司: 清華大學專利事務所
• 代理人: 付尚新

本實用新型涉及扇葉動平衡機機械系統。

電風扇和排風扇是中速旋轉機械。旋轉體是由電機轉子和扇葉兩部分組成的。電機轉子和扇葉不平衡均會引起振動，但由于扇葉半徑大、轉動慣量大，因此扇葉不平衡是引起振動的主要原因。

為解決這一問題，通常的做法是對扇葉進行動平衡。美國霍夫曼公司生產的HLV30.1單面立式動平衡機就是用于平衡扇葉的一種平衡機。其結構如圖1所示。圖1（a）是這種結構的正視圖，圖1（b）是其A向視圖。該平衡機是由底座〔1〕，彈簧片〔2〕，電機〔3〕，傳動皮帶輪〔4〕，傳動皮帶〔5〕，主軸〔6〕等部分組成。由于彈簧片〔2〕在x方向剛度小，其它方向剛度都很大，所以在扇葉不平衡力作用下，主軸只能在x方向振動，在其他方向的振動很小。這種平衡機的機械系統是兩自由度系統。它只能平衡扇葉的質量不平衡，而不能解決由于風扇三個葉片的不對稱（這種不對稱是限定在誤差允許范圍內的）而引起的振動。

本實用新型提供一種三自由度的扇葉動平衡機機械系統。它不僅能夠平衡扇葉質量不平衡引起的振動，而且也能綜合平衡在誤差范圍的扇葉不對稱引起的振動。本實用新型還考慮了電風扇的具體結構，較好地模擬了電風扇的工作狀況，其平衡效果是較理想的。

圖2（a）是扇葉動平衡機三自由度機械系統結構圖，圖2（b）和圖2（c）是B向視圖，圖2（d）是A向視圖。該系統由前支承〔8〕和后支承〔9〕、底座〔16〕、電機〔12〕及與電機聯結成一體的尾桿〔14〕等部分組成。前支承〔8〕由四部分組成，這四部分是：前框架〔10〕、電機〔12〕、水平轉軸〔17〕和垂直轉軸〔18〕。電機〔12〕在垂直轉軸〔18〕的支撐下可在水平方向轉動，前框架〔10〕在水平轉軸〔17〕的支撐下可在垂直方向轉動。后框架〔11〕固定在后支承〔9〕上，并在其內部安裝有四根彈簧〔19〕或三根彈簧〔19〕，這些彈簧支撐住電機的尾桿〔14〕。當扇葉在轉動過程中，無論是風力不平衡或質量不平衡引起的任一方向的振動，都會在尾桿上反映出來，尾桿〔14〕上的振動可通過電渦流傳感器〔15〕測量出來，并通過靠近電機〔12〕軸安裝的相位基準信號傳感器〔13〕，找到應在風葉上加重的大小和位置。本實用新型機械系統的電機中心位置在框架〔10〕的中心下方30～60毫米的范圍里調整。這樣可以模擬電風扇下支承點的位置。轉軸〔17〕、〔18〕的支承均采用精密滾動軸承。彈簧〔14〕的剛度根據電風扇的結構形式可在10克／微米～20克／微米范圍里選取。保證其扇葉在額定的最高轉速ω_h下，其系統的自振頻率大于1.2ω_h。電機〔12〕的前端到尾桿〔14〕后端的長度，根據傳感器靈敏度選擇，該長度可在0.3米～0.4米的范圍里選取。后支承與前支承的距離為0.35～0.4米，傳感器安裝在前后支承之間，其與后支承的距離為40毫米～50毫米。