飞轮静平衡检测、去重方法及飞轮静平衡检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测装置及方法，具体的说是一种飞轮静平衡检测、去重方法及飞轮静平衡检测装置。

背景技术

飞轮是一种转动惯量较大的盘形零件，安装于动力输出端，跟随主轴做中、高速回转运动，其作用为能量存储器。

众所周知，对于回转类零件，在安装使用前，都应对其进行平衡检测，否则回转体会因平衡稳定性能不高，很容易在短期的运行之后产生较多因不平衡量导致设备的整体运行收到重大影响。

对于飞轮一般采用铸造方法制造，属于铸铁件，制造成型后必须进行平衡检测，目前常用的静平衡检测通常使用平衡支架，在支架上放置滚轴，芯轴穿过飞轮的中心孔，使飞轮保持竖直状态，并用工装锁紧后放置于滚轴上，通过多个角度进行检测判断，确定飞轮的不平衡部位，再将飞轮拆下，进行去除重量，然后重复安装、检测工序，直至符合图纸要求。该检测方法存在以下问题：(1)飞轮往往重量大，垂直状态测量时，对支架刚性、及滚轴的强度，以及整体制造精度和安装精度要求高，不易维护、影响设备的使用寿命，提高了成本；(2)这种检测状态没有有效支撑，不能直接进行重量去除，每次测量完成后必需拆下飞轮去除重量，然后再次安装，多次拆装重复测量不仅效率低下、还存在误差大的问题。

因此需设计一种受工装因素影响较小、测量效率高、使用寿命长的飞轮静平衡检测方法，进行飞轮的静平衡检测。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、操作方便、检测效率高、精度高、使用寿命长、制造成本低的飞轮静平衡检测装置。

本发明还提供一种使用上述检测装置的飞轮静平衡检测、去重方法。

本发明飞轮静平衡检测装置包括缸座和置于缸座上的平衡工作台，所述平衡工作台的顶面中心设有用于固定飞轮的定心卡盘，所述平衡工作台的底面中心具有凸球面，所述缸座顶面具有与所述凸球面对应接触配合的凹球面，所述缸座上开有介质输入通道，所述介质输入通道连通所述凸球面与所述凹球面之间的间隙。

所述缸座的凹球面周部具有介质收集槽，所述介质收集槽底面连通介质输出通道。

所述平衡工作台的底面周部均匀设有多组缓冲组件。

所述缓冲组件包括固定在平衡工作台的底面的弹簧支架，所述弹簧支架内设有弹簧。

所述平衡工作台周部连接顶升装置，所述顶升装置可以为液压或电动顶升装置，如液压油缸、电机驱动的顶升机构等。

还包括有环形密封罩，所述环形密封罩的上端固定在所述平衡工作台的底面，下端与缸座之间设有密封圈。

本发明飞轮静平衡检测、去重方法，包括以下步骤：

一)将飞轮以平卧状态吊装至所述飞轮静平衡检测装置的平衡工作台上，用定心卡盘固定住飞轮，使之保持水平状态；

二)通过介质输入通道加压送入介质，使介质充入所述凸球面与所述凹球面之间的间隙，并在压力下克服平衡工作台的重力，使平衡工作台的凸球面悬浮于缸座的凹球面上；

三)待平衡工作台保持悬浮稳定后，将水平仪置于飞轮表面检测飞轮上端面的水平度，以判定飞轮不平衡部位；

四)在飞轮不平衡部位的反向增加配重块，使飞轮达到平衡后对配重块进行称重，即可得到不平衡量。

还包括有，

步骤五)，对介质输入通道卸压，使平衡工作台随重力下落，平衡工作台的凸球面与缸座的凹球面自然贴合；控制顶升装置向上顶起平衡工作台，用钻床对飞轮的不平衡部位进行重量去除，去除完毕后，控制顶升装置回位，下降平衡工作台，使平衡工作台的凸球面与缸座的凹球面再次自然贴合，重复步骤一)至步骤五)，直至达到工艺要求值。

所述步骤四)还包括有误差验证过程：在飞轮不平衡部位的反向增加配重块，使飞轮达到平衡后，在悬浮状态下，旋转平衡工作台，进行多角度判定，以多次验证飞轮的不平衡部位和不平衡量。

所述介质可以为液态或气态介质，如水、油、气等，优选使用液压油。

针对背景技术中存在的问题，本发明改变了飞轮检测的状态，利用定心卡盘将飞轮以水平平卧状态固定，利用平衡工作台底面的凸球面与所述缸座顶面具有凹球面相配合，通过导入加压介质，克服平衡工作台的重力，使之形成一种悬浮状态，在此条件下，配合水平仪可以方便有效的检测飞轮的水平度，通过在飞轮不平衡部位的反向增加配重块还能快速的测得不平衡量，本发明使得：(1)整个装置结构极为简单，平卧状态使得飞轮更加平稳，检测精度高、利用悬浮原理的检测过程对设备的制造、安装精度要求低，易于维护、使用寿命长、制造成本低；(2)配合顶升装置可以将平衡工作台顶升并有效支撑，因而可以在不拆卸飞轮的前提下，直接用钻床对飞轮的不平衡部位进行重量去除，从而省去了反复多次拆装飞轮的过程，受工装影响因素小、大大提高了测量效率、避免了反复拆装带来的误差问题，极大的提高了检测精度，能够有效满足多次静平衡检测、去重的要求。

进一步的，考虑到初始打压时平衡工作台会产生晃动，因此所述平衡工作台的底面周部均匀设有多组缓冲组件，以避免过大晃动导致碰撞，在缓冲作用下，使平衡工作台尽快进入悬浮稳定状态。

本发明结构简单、操作方便、使用寿命长、易于维护、支撑准确；本发明方法作业效率高、省时省力、检测精度高，适用于各种回转类零部件的静平衡检测，特别适用于需要进行多次平衡检测、去重操作的飞轮。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明缓冲部件局部放大示意图。

图3为本发明密封部件局部放大示意图。

图4为本发明装置打压后的状态图。

图5为本发明装置顶升后的状态图。

其中，1-定心卡盘、2-平衡工作台、2-1-凸球面、3-弹簧、4-弹簧支架、5-环形密封罩、6-密封圈、7-缸座、7-1-凹球面、7-2-介质输入通道、7-3-介质输出通道、7-4-介质收集槽、8-缓冲油缸、9-间隙、10-飞轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明装置作进一步解释说明：

参见图1，本发明飞轮静平衡检测装置包括缸座7和置于缸座7上的平衡工作台2，所述平衡工作台2的顶面中心设有用于固定飞轮10的定心卡盘1，所述平衡工作台2的底面中心具有凸球面2-1，所述缸座7顶面具有与所述凸球面2-1对应接触配合的凹球面7-1，所述缸座7上开有介质输入通道7-2，所述介质输入通道7-1连通所述凸球面2.1与所述凹球面7-1之间的间隙9。所述缸座7的凹球面7-1周部顶面具有介质收集槽7-4，所述介质收集槽7-4底面连通介质输出通道7-3，加压介质经介质输入通道7-1流入间隙9，克服平衡工作台2的重力使其悬浮，由间隙9溢出的介质经由介质收集槽7-4收集后再经介质输出通道7-3流出回收，循环使用。

参见图2，所述平衡工作台2的底面周部(凸球面2-1以外的部分)均匀设有多组缓冲组件，优选的，所述缓冲组件包括固定在平衡工作台2的底面的弹簧支架4，所述弹簧支架4内设有弹簧3，当悬浮初期，平衡工作台2发生晃动时，多组缓冲组件的布置可以有效减少晃动的幅度，避免平衡工作台2与缸座7之间的直接碰撞，破坏凸球面2-1与凹球面7-1的完整性，影响测量。

所述平衡工作台2周部还连接顶升装置用于同步顶升平衡工作台2，在使用钻床对飞轮进行重量去除时起支撑作用，保护缸座7与平衡工作台2球面，提高使用寿命。所述顶升装置可以为液压或电动顶升装置，如液压油缸、电机驱动的顶升机构等，本实施例中采用缓冲油缸8(为双向液压缓冲油缸)。所述顶升装置的数量根据需要进行设置，以满足同步平稳顶升平衡工作台2、有效支撑为好。

参见图3，所述平衡工作台2和缸座7之间还设有环形密封罩5，所述环形密封罩5的上端经螺栓固定在所述平衡工作台2的底面，下端与缸座7之间设有密封圈6进行密封，以避免打压介质的泄露。

本发明飞轮静平衡检测、去重方法，包括以下步骤：

一)将飞轮10以平卧状态吊装至所述飞轮静平衡检测装置的平衡工作台2上，用定心卡盘1固定住飞轮10，使之保持水平状态；

二)通过介质输入通道7-2加压送入液压油(本实施介质为液油)，使液压油充入所述凸球面2-1与所述凹球面7-1之间的间隙9，并在压力下克服平衡工作台2的重力，使平衡工作台2的凸球面2-1悬浮于缸座7的凹球面7-1上，间隙9增大；初期打压后平衡工作台2可能会产生晃动，此时弹簧3可起到缓冲作用；

三)待平衡工作台2保持悬浮稳定后，将水平仪(图中未示出)置于飞轮10表面检测飞轮上端面的水平度，根据气泡显示方向，判定飞轮不平衡部位(气泡指示方向即为较轻的部位)；

四)在飞轮10不平衡部位的反向增加配重块，使飞轮10达到平衡后对配重块进行称重，即可得到不平衡量；

五)，对介质输入通道卸压，使平衡工作台2随重力下落，平衡工作台2的凸球面2.1与缸座7的凹球面7-1自然贴合，间隙9减小；控制缓冲油缸8向上顶起并支撑平衡工作台2，凸球面2.1与缸座7的凹球面7-1分离，间隙9增大；用钻床对飞轮10的不平衡部位进行重量去除，去除完毕后，控制缓冲油缸8回位，下降平衡工作台2，使平衡工作台2的凸球面2-1与缸座7的凹球面7-1再次自然贴合，重复步骤一)至三)，若水平仪仍然判定飞轮10具有不平衡部位，则继续步骤四)和步骤五)，上述操作可多次反复进行，直至达到工艺要求值。

在进行所述步骤四)时，还包括有误差验证过程：在飞轮不平衡部位的反向增加配重块，使飞轮10达到平衡后，在悬浮状态下，可人工多次旋转平衡工作台2，每次旋转一定角度，配合水平仪进行多角度判定，以多次验证飞轮的不平衡部位和不平衡量。

在关机状态时:缓冲油缸8加压顶起平衡工作台2，使平衡工作台2与缸座7的接触面脱开，弹簧3与缸座7顶面分离，以保护缸座7与平衡工作台2接触的球面，提高使用寿命。

采用本发明装置进行检测的重复定位准确，精度高，可高效的完成飞轮的静平衡检测任务，同时还适用于其它高度较小的回转类零部件的静平衡。