[其他]扇叶动平衡机三自由度机械系统

说明书

本实用新型涉及扇叶动平衡机机械系统。

电风扇和排风扇是中速旋转机械。旋转体是由电机转子和扇叶两部分组成的。电机转子和扇叶不平衡均会引起振动，但由于扇叶半径大、转动惯量大，因此扇叶不平衡是引起振动的主要原因。

为解决这一问题，通常的做法是对扇叶进行动平衡。美国霍夫曼公司生产的HLV30.1单面立式动平衡机就是用于平衡扇叶的一种平衡机。其结构如图1所示。图1（a）是这种结构的正视图，图1（b）是其A向视图。该平衡机是由底座〔1〕，弹簧片〔2〕，电机〔3〕，传动皮带轮〔4〕，传动皮带〔5〕，主轴〔6〕等部分组成。由于弹簧片〔2〕在x方向刚度小，其它方向刚度都很大，所以在扇叶不平衡力作用下，主轴只能在x方向振动，在其他方向的振动很小。这种平衡机的机械系统是两自由度系统。它只能平衡扇叶的质量不平衡，而不能解决由于风扇三个叶片的不对称（这种不对称是限定在误差允许范围内的）而引起的振动。

本实用新型提供一种三自由度的扇叶动平衡机机械系统。它不仅能够平衡扇叶质量不平衡引起的振动，而且也能综合平衡在误差范围的扇叶不对称引起的振动。本实用新型还考虑了电风扇的具体结构，较好地模拟了电风扇的工作状况，其平衡效果是较理想的。

图2（a）是扇叶动平衡机三自由度机械系统结构图，图2（b）和图2（c）是B向视图，图2（d）是A向视图。该系统由前支承〔8〕和后支承〔9〕、底座〔16〕、电机〔12〕及与电机联结成一体的尾杆〔14〕等部分组成。前支承〔8〕由四部分组成，这四部分是：前框架〔10〕、电机〔12〕、水平转轴〔17〕和垂直转轴〔18〕。电机〔12〕在垂直转轴〔18〕的支撑下可在水平方向转动，前框架〔10〕在水平转轴〔17〕的支撑下可在垂直方向转动。后框架〔11〕固定在后支承〔9〕上，并在其内部安装有四根弹簧〔19〕或三根弹簧〔19〕，这些弹簧支撑住电机的尾杆〔14〕。当扇叶在转动过程中，无论是风力不平衡或质量不平衡引起的任一方向的振动，都会在尾杆上反映出来，尾杆〔14〕上的振动可通过电涡流传感器〔15〕测量出来，并通过靠近电机〔12〕轴安装的相位基准信号传感器〔13〕，找到应在风叶上加重的大小和位置。本实用新型机械系统的电机中心位置在框架〔10〕的中心下方30～60毫米的范围里调整。这样可以模拟电风扇下支承点的位置。转轴〔17〕、〔18〕的支承均采用精密滚动轴承。弹簧〔14〕的刚度根据电风扇的结构形式可在10克／微米～20克／微米范围里选取。保证其扇叶在额定的最高转速ω_h下，其系统的自振频率大于1.2ω_h。电机〔12〕的前端到尾杆〔14〕后端的长度，根据传感器灵敏度选择，该长度可在0.3米～0.4米的范围里选取。后支承与前支承的距离为0.35～0.4米，传感器安装在前后支承之间，其与后支承的距离为40毫米～50毫米。