[发明专利]高速转子去除不平衡量的方法及动平衡芯轴

说明书

本发明公开了一种高速转子去除不平衡量的方法及动平衡芯轴，在硬支撑系统下，需芯轴与转子整体动平衡，通过减重法去除不平衡量，而转子高速旋转通过制取含有加重块的芯轴，高速旋转下带动转子旋转，在转子上进行减重取得转子的动平衡加工。本发明可快速、精确地测量高速转子并控制其动不平衡量。

技术领域

本发明涉及高速旋转转子动平衡方法，具体涉及航空领域的整体叶轮系零件以及高速转子类零件的动平衡加工方法。

背景技术

随着科学技术的发展，航空机械的性能不断提高，作为航空机械重要构件的转子正朝着高转速、大长径比的方向发展，工作转速往往高于弯曲临界转速，结构日益复杂。其动力特性有明显的特点，例如，对不平衡量引起的振动非常敏感，而高速转子不平衡引起的振动是整机振动的重要原因之一，据资料统计，由于振动原因导致设备失效的大约为60％～70％，其中由于转子不平衡失效的比例为30％左右，因此研究转子平衡问题具有重要的意义。

旋转机械的转子由于受到材料质量和加工精度等方面的影响,转子上的质量分布相对于旋转中心不可能绝对的对称,因此任何一个转子不可能做到“绝对平衡”，转子质量中心和旋转中心线之间总是有一定的偏心矩存在,这就使得转子旋转时形成周期性的离心力,在轴承上产生动载荷,使机器发生振动。动平衡按支承形式可分为2类：软支撑和硬支撑。

软支撑动平衡机，测幅型，通过传感器检测出与振幅成正比的不平衡量，V形支承，两支承距离随工件和皮带传动轮的轴向尺寸(150mm)和平衡效果即稳定性而确定，传动皮带为下压式，平衡时轴向可串动。一般要求转速在共振转速3倍以上，转速越高，减重率越明显。由于测量时间较长；需要实际标定，超重测量有一定测量。因此，国内主要用硬支撑做动平衡测试。

硬支撑动平衡机，测力型，通过传感器检测出与离心力成正比的不平衡量。支撑方式为滚轮支承，两支承距离随动平衡轴的长度(300mm)而确定，传动皮带为下压式，轴两端有止串滚轮，平衡时轴向不可串动。

当转速高于某一临界值是，需考虑转子扰度影响。挠性转子的动平衡原理要比刚性转子复杂,原因就是旋转机械转子在转速超过一阶临界转速后由于离心力的作用会产生挠曲变形,挠性转子的转速不同时,不平衡离心力大小也不一样,因此转子具有不同的挠曲变形,转子的挠曲变形改变了转子的质量分布,也就改变了不平衡量的分布,所以挠性转子的不平衡状况是随着转速的变化而变化的。

转子动平衡测量时需考虑转子芯轴的不平衡量，在动平衡测量需先去除芯轴的不平衡量，再整体测量芯轴和转子的不平衡量，进行去除不平衡量。转子芯轴的形状、去除不平衡量的方法对转子的动平衡至关重要。

发明内容

针对高速转子动不平衡导致整机振动失效问题，本发明的目的是提供一种高速转子去除不平衡量的方法及动平衡芯轴，在硬支撑系统下，需芯轴与转子整体动平衡，通过减重法去除不平衡量，而转子高速旋转通过制取含有加重块的芯轴，高速旋转下带动转子旋转，在转子上进行减重取得转子的动平衡加工方式。

本发明是通过如下技术方案予以实现的：

高速转子去除不平衡量的方法，包括以下步骤：

步骤一，对装配了除高速转子外的零件的芯轴进行动平衡测量(即芯轴上没有装配高速转子，但装配了其它零件)，根据测量结果对芯轴采用减重法直至芯轴不平衡量小于设定值t，t小于高速转子的许用不平衡量T；

步骤二，将芯轴与高速转子装配后进行动平衡测量，根据测量结果对高速转子采用减重法直至不平衡量小于等于高速转子的许用不平衡量T。

所述步骤一中，装配零件包括垫片、传动键和螺母。

所述减重法为通过钻孔去除金属的方法。

所述动平衡测量采用硬支撑方式。