光电式双刀口支承静平衡测量仪及测量方法技术

光电式双刀口支承静平衡测量仪及测量方法，涉及一体化的静平衡测量技术领域，克服了现有技术的静平衡测量方法测量精度低、操作不便和难以实现自动化的缺陷，包括三个升降机构、三个支柱、底座、外刀承座、一对内刀承座、一对粗刀口、一对细刀口、支承、托架体、测量反射镜和光电准直光管，将被测转子放置在托架体的支承上，利用光电准直光管接收到的测量反射镜的发射光，对被测转子的质量不平衡量进行粗测；再对被测转子的质量不平衡量进行精测。本发明专利技术是一种非接触的光电测量技术，测量精度高、测量范围较大、使用安全可靠、操作方便、使用寿命长、智能化水平高，有利于提高测量自动化水平，适用于对转子不平衡量进行测量和校正的各领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及静平衡测量
，具体涉及旋转机械与光电技术结合的静平衡测量领域。
技术介绍
旋转机械广泛应用于电力、石化、冶金、航空、航天、机械制造等领域，他们大部分 属动机械，又属于工厂中的关键设备。大量的工程实践表明，旋转机械设备的过大振动将导 致严重后果，会产生噪声，降低工作效率，引起配合松动和元件断裂，从而导致事故发生。 转子的不平衡是旋转机械的主要激振源，也是许多种自激振动的触发因素，因此， 研究转子的不平衡问题，已经成为消除旋转机械振动问题的重要手段。转子的不平衡可分 为两类，静不平衡和动不平衡。转子的不平衡是因为其质心位置不在回转轴上，且不平衡 现象在转子静止时就能显示出来，称为静不平衡，其平衡条件为不平衡惯性力的矢量和为 0。若转子的不平衡除了存在静不平衡外，还存在力偶的不平衡，则为动不平衡。 通常，平衡测量仪是将转子的不平衡力矩用感应元件转化为电信号输出，并经处 理后显示出不平衡量的大小和位置。 一般而言，对转子的平衡化处理包括不平衡量的测量 和校正两个步骤，平衡机主要用于不平衡的测量，而不平衡量的校正则要借助于钻床、铣床 和点焊机等完成。 目前对于高精度转子的主要测试手段为刀口式静平衡测量法。刀口式静平衡测量 仪由机械敏感部分和电气测量显示部分组成。被测转子安装在可活动的框架中，支撑于测 量仪的玛瑙刀承座上，被测转子的不平衡质量所形成的不平衡力矩带动框架一起偏转。通 过传感器测出框架上的偏转角度，并转化成电信号输出，经处理显示不平衡量的大小和方 向，以此来修正被测转子的不平衡质量，使其达到所要求的静平衡精度。但是现有的静平衡 测量仪存在测量精度低、测量范围小、自动化程度低、效率低下和使用寿命短的问题。
技术实现思路
本专利技术克服了现有刀口式的静平衡测量方法测量精度低、测量范围小、自动化程 度低、效率低下和使用寿命短的问题，提出一种光电式双刀口支承静平衡测量仪及测量方 法。 光电式双刀口支承静平衡测量仪，它包括第一升降机构、第二升降机构、第三升降 机构、第一支柱、第二支柱、第三支柱、底座、一对外刀承座、一对内刀承座、一对粗刀口、一 对细刀口 、支承、托架体、测量反射镜和光电准直光管，所述第一支柱、第二支柱和第三支柱 分别设置在第一升降机构、第二升降机构和第三升降机构上，第一支柱和第三支柱左右对 称支承在托架体的下端，第二支柱支承在外刀承座中心的下端，所述一对内刀承座左右对 称的设置在底座上，所述一对细刀口和一对粗刀口左右对称固定在托架体的下表面，并且 一对细刀口正下方为一对内刀承座， 一对粗刀口的正下方为一对外刀承座， 一对粗刀口和 一对细刀口的刀刃线与支承的中心线共线，所述测量反射镜垂直于托架体的上表面，并且测量反射镜在支承的中心线所在的竖直面内，所述光电准直光管由光源、聚光镜、分划板、分光镜、物镜和线阵CCD组成，所述的光源、聚光镜、分划板、分光镜和物镜共轴且依次从左至右排列，分划板放置在光源经聚光镜的物点上，线阵CCD设置在分光镜的正下方物镜的焦平面上，使经分光镜反射的光聚焦于线阵CCD的表面，光电准直光管出射光水平并能够射到测量反射镜上，线阵CCD的信号输出端与计算机的输入端口连接。 利用上述光电式双刀口支承静平衡测量仪的测量方法的具体步骤如下 步骤A、将被测转子的轴颈放置在托架体的支承上， 一对粗刀口支承在外刀承座上，被测转子的质量不平衡引起托架体绕粗刀口的刀刃线偏摆，光电准直光管通过接收来自测量反射镜的发射光，对被测转子的质量不平衡量进行粗测； 步骤B、在升降机构的作用下，支柱与外刀承座一同下降，外刀承座与一对粗刀口 脱离，一对细刀口与内刀承座接触，被测转子的质量不平衡引起托架体绕细刀口的刀刃线 偏摆，光电准直光管通过接收来自测量反射镜的发射光，对被测转子的质量不平衡量进行 精领lj。 本专利技术的光电式双刀口支承静平衡测量仪，在不平衡量较大时用刀口半径较大的 粗刀口支承；当平衡到一定精度范围时切换到精刀口支承，提高了测量灵敏度和测量精度。 本专利技术利用粗刀口支承刀口的较大接触面积，既扩大了量程，又减少了刀口的磨损，延长了 测量仪的使用寿命；利用细刀口支承保证静平衡测量仪具有较高的精度和灵敏度，本专利技术 是一种非接触的光电测量技术，测量精度高、测量范围较大、使用安全可靠、操作方便、使用 寿命长、智能化水平高，有利于提高测量自动化水平，适用于对转子不平衡量进行测量和校 正的各领域。附图说明 图1为光电式双刀口支承静平衡测量仪结构示意图。图2为光电式双刀口支承静 平衡测量仪的A向结构示意图。图3为光电式双刀口支承静平衡测量仪的B-B向剖面图。 图4为光电式双刀口支承静平衡测量仪的C-C向剖面图。图5为粗刀口 7和细刀口 8的局 部放大图。图6为光电准直光管14的内部结构示意图。图7为V形支承的结构示意图。图 8为平面支承的结构示意图。图9为锥形支承的结构示意图。图10起升组件15与支柱的 连接结构示意图。图11为图10的俯视图。图12为线阵CCD14-6输出信号示意图。图13 为静平衡测量原理图。具体实施例方式具体实施方式一 结合图1、图2、图3、图4和图5说明本实施方式，光电式双刀口 支承静平衡测量仪，它包括第一升降机构卜1、第二升降机构l-2、第三升降机构l-3、第一 支柱2-l、第二支柱2-2、第三支柱2-3、底座3、一对外刀承座4、一对内刀承座5、一对粗刀 口 7、一对细刀口 8、支承10、托架体12、测量反射镜13和光电准直光管14，所述第一支柱 2-l、第二支柱2-2和第三支柱2-3分别设置在第一升降机构l-l、第二升降机构1-2和第三 升降机构1-3上，第一支柱2-1和第三支柱2-3左右对称支承在托架体12的下端，第二支柱 2-2支承在外刀承座4中心的下端，所述一对内刀承座5左右对称的设置在底座3上，所述 一对细刀口 8和一对粗刀口 7左右对称固定在托架体12的下表面，并且一对细刀口 8正下5方为一对内刀承座5，一对粗刀口 7的正下方为一对外刀承座4，一对粗刀口 7和一对细刀口 8的刀刃线与支承10的中心线共线，所述测量反射镜13垂直于托架体12的上表面，并且测量反射镜13在支承10的中心线所在的竖直面内，所述光电准直光管14由光源14-1、聚光镜14-2、分划板14-3、分光镜14-4、物镜14-5和线阵CCD14-6组成，所述的光源14_1、聚光镜14-2、分划板14-3、分光镜14-4和物镜14-5共轴且依次从左至右排列，分划板14_3放置在光源经聚光镜14-2的物点上，线阵CCD14-6设置在分光镜14-4的正下方物镜14_5的焦平面上，使经分光镜14-4反射的光聚焦于线阵CCD14-6的表面，光电准直光管14出射光水平并能够射到测量反射镜13上，线阵CCD14-6的信号输出端与计算机16的输入端口连接。具体实施方式二结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同之处在于光电式双刀口支承静平衡测量仪还包括标定架9、第一平衡块6-1和第二平衡块6-2，所述两个平衡块对称的设置在托架体12的左右两端，所述标定架9设置在托架体12的上表面。 在放置被测转子11之前，托体架12需要重心调整，两个平衡块的作用将托体架12的重心位置调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
光电式双刀口支承静平衡测量仪，其特征在于它包括第一升降机构（１－１）、第二升降机构（１－２）、第三升降机构（１－３）、第一支柱（２－１）、第二支柱（２－２）、第三支柱（２－３）、底座（３）、一对外刀承座（４）、一对内刀承座（５）、一对粗刀口（７）、一对细刀口（８）、支承（１０）、托架体（１２）、测量反射镜（１３）和光电准直光管（１４），所述第一支柱（２－１）、第二支柱（２－２）和第三支柱（２－３）分别设置在第一升降机构（１－１）、第二升降机构（１－２）和第三升降机构（１－３）上，第一支柱（２－１）和第三支柱（２－３）左右对称支承在托架体（１２）的下端，第二支柱（２－２）支承在外刀承座（４）中心的下端，所述一对内刀承座（５）左右对称的设置在底座（３）上，所述一对细刀口（８）和一对粗刀口（７）左右对称固定在托架体（１２）的下表面，并且一对细刀口（８）正下方为一对内刀承座（５），一对粗刀口（７）的正下方为一对外刀承座（４），一对粗刀口（７）和一对细刀口（８）的刀刃线与支承（１０）的中心线共线，所述测量反射镜（１３）垂直于托架体（１２）的上表面，并且测量反射镜（１３）在支承（１０）的中心线所在的竖直面内，所述光电准直光管（１４）由光源（１４－１）、聚光镜（１４－２）、分划板（１４－３）、分光镜（１４－４）、物镜（１４－５）和线阵ＣＣＤ（１４－６）组成，所述的光源（１４－１）、聚光镜（１４－２）、分划板（１４－３）、分光镜（１４－４）和物镜（１４－５）共轴且依次从左至右排列，分划板（１４－３）放置在光源经聚光镜（１４－２）的物点上，线阵ＣＣＤ（１４－６）设置在分光镜（１４－４）的正下方物镜（１４－５）的焦平面上，使经分光镜（１４－４）反射的光聚焦于线阵ＣＣＤ（１４－６）的表面，光电准直光管（１４）出射光水平并能够射到测量反射镜（１３）上，线阵ＣＣＤ（１４－６）的信号输出端与计算机（１６）的输入端口连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国栋，浦昭邦，刘炳国，李佳，庄志涛，胡涛，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]