CN103234003A - 一种采用热辐射控制的转子系统自动平衡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用热辐射控制的转子系统自动平衡装置，广泛适用于旋转机械转子不平衡系统。其特征在于：该装置安装在不平衡转子轴肩位置，空心轴段与两端设置的轴承端盖密封形成中部的空腔，空心轴段上设有气动活塞，气动活塞与空腔相通；轴承端盖上设有套筒，用于与不平衡转子连接；轴承端盖上还设有端盖窗，端盖窗上涂有吸收热能材料；与端盖窗相对的位置设有热辐射源，与热辐射源相连接的装置为一个步进电机。本发明的目的在于能够消除旋转机械转子系统的不平衡，而且由于可控的热辐射，使得该装置调整精度较高且调整方便，使转子系统平衡达到最佳状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用热辐射控制的转子系统自动平衡装置，广泛适用于旋转机械转子不平衡系统。
背景技术
旋转机械的转子因受到材料质量和加工技术等影响，转子上的质量不可能绝对地轴对称而存在偏心，转子旋转时形成周期性离心力干扰，使机器产生振动，即转子不平衡。即使对各个转子部件做严格的动平衡，且安装对中良好，但组成的系统运行时还是可能发生较强烈的振动。目前国内外采用的解决方法为整机全速动平衡来消除这种转子轴系的不平衡，但此方法需要反复启停机组，不仅延误工期，还造成巨大的经济损失。
发明内容
为了克服旋转机械转子系统不平衡，以及弥补目前平衡技术的不足，本发明提供一种自动平衡装置，该装置能够消除旋转机械转子系统的不平衡，而且由于可控的热辐射，使得该装置调整精度较高且调整方便，使转子系统平衡达到最佳状态。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种采用热辐射控制的转子系统自动平衡装置，其特征在于：该装置安装在不平衡转子轴肩位置，空心轴段与两端设置的轴承端盖密封形成中部的空腔，空心轴段上设有气动活塞和气阀，气动活塞和气阀与空腔相通；轴承端盖上设有套筒，用于与不平衡转子连接；轴承端盖上还设有端盖窗，端盖窗局部位置上涂有吸收热能材料；与端盖窗相对的位置设有热辐射源，与热辐射源相连接的装置为一个步进电机。
设置在端盖窗上涂有吸收热能材料的局部位置为多个，分别以不同高度设置。
空心轴段与轴承端盖密封形成的空腔为四组，与空腔相通的气动活塞也为四组，轴线交叉设置。
优点及效果：本发明的有益效果是，该平衡装置具有自动性、可控性、精度高等特点，消除不平衡效果显著，且装置结构简单、造价低，大大降低了此前平衡技术的成本。
附图说明：
图1为本发明的整体构造图（局部剖）；
图2为图1的侧视图；
图3为本发明运动原理示意图；
图4为本发明外部热辐射源工作示意图；
图5为图1的A-A剖视图。
图中标注：1、空心轴段，2、气动活塞，3、密封圈1，4、气阀，5、轴承端盖，6、密封圈2，7、端盖窗，8步进电机， 9热辐射源 ，10吸收热能材料，Ⅰ活塞运动（微调），Ⅱ气体（粗调）， Ⅲ热量。
实施方式：
本发明的主要构思是：该装置安装在不平衡转子轴肩位置。此装置由空心轴段1、轴承端盖5、表面涂有吸收热能材料的端盖窗7、密封圈3和6、套筒、气动活塞2、气阀4、热辐射源9等部分组成，气动活塞2和气阀4分别安装在四腔空心轴段1的空腔中，端盖窗7安装在轴承端盖5上，轴承端盖5分别安装在空心轴段1两端，轴段通过套筒连接固定在不平衡转子上，上述安装有良好的密封条件。当确定转子的某一侧不平衡时，通过传感器检测不平衡方向、质量和相位等不平衡量信息，确定加载平衡条件，自动控制气阀4增加反向空腔的压强，并且当转子旋转时控制热辐射源9加热此端盖窗，使热传入此空腔中，内部气体受热膨胀，推动此空腔的气动活塞杆向外侧移动一段位移，由于活塞杆重心的移动，使得这一侧的不平衡量增大，以此达到消除转子系统不平衡的目的；还可以通过同时开启多个气阀4和热辐射源9，推动多个空腔的气动活塞杆向外侧（或内测）移动，调整不平衡量，达到精确调整消除不平衡的目的；此外，必要的时候可以将多个该自动平衡装置安装在不平衡转子上，达到更好的消除转子不平衡的效果，使系统平衡达到最佳状态。
空心轴段1与轴承端盖5形成的空腔可以为1个，也可以为多个，本发明提供一种四腔结构的热辐射控制的转子系统自动平衡装置，即：空心轴段1与轴承端盖5密封形成的空腔为四组，与空腔相通的气动活塞2也为四组，轴线交叉设置，这样结构最为简单、紧凑，便于安装固定在不平衡转子上。
下面结合说明书附图、通过实施例对本发明做进一步描述：
运动原理示意图3说明了该装置的运动原理，分析整体构造图1和侧视图2，在图1和图2中，将不平衡转子置于空心轴段1内，当传感器检测到转子运动过程中发生不平衡时，由于自动控制气阀4的末端与空腔连通，气阀4会反向增加对应空腔的压强；与此同时，通过控制热辐射源9发射热能，表面涂有吸收热能材料10的端盖窗7吸收热能，并将热能传入空腔中，空腔内的气体受热膨胀做功，推动气动活塞2向外侧移动，进而使得这一侧的不平衡量增大，以此达到消除转子系统不平衡的目的。使用小型密封圈3防止空腔内气体推动活塞运动时发生气体泄漏。
图4中，本发明装置的端盖窗7上涂有吸收热能材料10的4个局部位置，分别命名为a,b,c,d，代表此空腔径上不同的高度，热辐射源9通过步进电机8的控制自动调节其上下运动位置，因此辐射光能够通过相应的高度所对应的孔照射到端盖窗7上。由于转子在工作过程中是连续转动的，因此通过控制热辐射源9的高度就可以实现对需要腔体进行加热控制。
图5所示的是整个装置的旋转A-A剖示图，轴段端盖5与腔体之间由另一密封圈6进行气密性保护，以保证此装置的具有很高的气密精度。
由于此装置均布了四个活塞，因此还可以同时开启多个气阀4和热辐射源9，推动多个空腔的气动活塞杆向外侧（或内测）移动，调整不平衡量，达到精确调整消除不平衡的目的。
此外，必要的时候可以将多个该自动平衡装置安装在不平衡转子上，达到更好的消除转子不平衡的效果，使系统平衡达到最佳状态。
Claims (3)
1.一种采用热辐射控制的转子系统自动平衡装置，其特征在于：该装置安装在不平衡转子轴肩位置，空心轴段（1）与两端设置的轴承端盖（5）密封形成中部的空腔，空心轴段（1）上设有气动活塞（2）和气阀（4），气动活塞（2）和气阀（4）与空腔相通；轴承端盖（5）上设有套筒，用于与不平衡转子连接；轴承端盖（5）上还设有端盖窗（7），端盖窗（7）局部位置上涂有吸收热能材料（10）；与端盖窗（7）相对的位置设有热辐射源（9），与热辐射源（9）相连接的装置为一个步进电机（8）。
2.根据权利要求1所述的采用热辐射控制的转子系统自动平衡装置，其特征在于：设置在端盖窗（7）上涂有吸收热能材料（10）的局部位置为多个，分别以不同高度设置。
3.根据权利要求1所述的采用热辐射控制的转子系统自动平衡装置，其特征在于：空心轴段（1）与轴承端盖（5）密封形成的空腔为四组，与空腔相通的气动活塞（2）也为四组，轴线交叉设置。
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