[发明专利]高速旋转机械转子在线自动平衡执行装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速旋转机械转子在线自动平衡执行装置。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，现代机械向高速、高效率、高精度方向发展，限制和减少各种机械的振动即进行动平衡显得越来越重要。动平衡的关键技术是动平衡执行装置的设计。目前，广泛应用的动平衡执行装置可分为以下三类：

1、直接在线动平衡执行装置：从质量方面着手，通过加重去重，直接将平衡圆盘的几何中心移到旋转中心，有喷涂法、喷液法及激光去重法等。

2、间接在线动平衡执行装置：给圆盘长期提供与不平衡力方向相反、大小相等的力，将其重心强行拉到旋转中心。目前，这种动平衡执行装置主要有电磁轴承型和电磁圆盘型。

3、混合型在线动平衡执行装置：工作时，以某种方式改变动平衡执行装置内部质量分布(不加重也不去重)，使其几何中心与旋转中心重合，质量的重新分布可通过机械方法或电磁方法进行。根据驱动平衡质量块移动方式到控制方式的不同，可分为电动机型和电磁型。在转子产生不平衡振动时，调整平衡质量块的位置，对转子系统进行在线动平衡，转子系统平衡后，即可切断电动机电源或撤消拖动平衡质量块移动的电磁力，节约了能源。

上述各种动平衡执行装置用于高速(转速超过10000r/min)转子在线动平衡时都存在先天缺点：

第一类直接在线动平衡执行装置中，激光去重法和喷涂法是无法复原的调整方法，且高速调整精度低、附加设备(热喷涂设备或激光源设备)过于复杂和昂贵，无法真正在工业应用场合推广。喷液法现在在工业场合有一定应用，但当旋转机械的转子高速旋转时，会由于液体汽化、喷射延时而造成调整精度大大降低。而且喷液时的漏液是不可避免的，会造成设备污染，这在大部分工业场合是不能容忍的。所以这几种直接在线动平衡执行装置的平衡方法存在实际问题，应用范围狭窄。

第二类间接在线动平衡执行装置也存在严重不足，即转子在运行过程中一直受平衡电磁力的作用，能耗大，机械结构内应力大。而且当转速过高时，磁场会发生畸变从使平衡电磁力的控制非线性大大增加，无法实现准确控制。

第三类混合型在线动平衡执行装置中电动机式由于本身结构和安装方式原因无法用于高速旋转机械。电磁式虽然可用于高速旋转机械，但也存在两个先天严重不足，其一是电磁式的调整盘轴向调整的最小调整角度过大(＞5°)造成调整精度比较低，无法实现动平衡精确调整。其二是电磁式的调整盘无法自锁定，在非调整状态下需要靠电磁离合盘进行锁定，一旦电磁离合盘高速状态下发生失效将导致调整盘解锁而发生严重安全事故。

总之，目前市售的各种在线动平衡执行装置均存在各种不足而完全适应高速旋转机械的转子在线动平衡工作环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速旋转机械的转子在线自动平衡执行装置，可克服现有的高速旋转机械的转子在线自动平衡执行装置的各种不足，更好的适应高速旋转机械的转子在线自动平衡的需要。

为了达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种高速旋转机械的转子在线自动平衡执行装置，包括静盘1、动盘2和动盘安装轴套3；所述静盘1安装于转子端盖上，静盘1外端面设置有环状凹槽，环状凹槽内设置有初级感应变压器；所述动盘2外端面设置有环状凹槽，环状凹槽内设置有次级感应变压器；所述动盘2通过螺钉固定安装在动盘安装轴套3外部，动盘安装轴套3通过过盈配合安装在高速转子上；所述动盘2内端面设置有凸台4；所述凸台4顶部与定环5顶紧接触；定环5采用双面固定安装方式，前端面通过紧固螺钉9固定安装在动盘安装轴套3上，后端面由动盘2上的凸台4顶紧固定，定环5外圈定子28与动盘安装轴套3之间设置有外转环11，定环5内圈定子27与动盘安装轴套3之间设置有内转环10；所述动盘安装轴套3对应于外转环11处设置有外聚四氟乙烯滑道12，所述动盘安装轴套3对应于内转环10处设置有内聚四氟乙烯滑道13；所述外转环11一端嵌入安装在外聚四氟乙烯滑道12内，外转环11另一端与定环5的外圈定子28紧密接触；所述内转环10一端嵌入安装在内聚四氟乙烯滑道13内，内转环10另一端与定环5的内圈定子27紧密接触；所述外转环11内侧设置有外配重块15；所述内转环10外侧设置有内配重块16；所述动盘2内端面设置有驱动电路板6，驱动电路板6一端与次级感应变压器通过电线连接；驱动电路板6另一端与定环5通过电线连接；所述初级感应变压器将外部输入的电能转化为磁能发射到次级感应变压器，次级感应变压器将接收到的磁能转换为电能输出，驱动电路板6将次级感应变压器输出的单相高频波转换成两相相位差90度的驱动信号驱动动盘2内调整机构，实现高速旋转机械转子的在线自动平衡。