CN1456870A - 风扇转子动平衡校正方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种风扇转子动平衡校正方法及装置。为提供一种检验规范、准确计算平衡等级的转动件平衡校正方法及装置，提出本发明，其校正方法包括将一个已知不平衡量及相角的标准风扇置于振动台，量测其转动时的不平衡振动向量；将已知的不平衡量及相角输入平衡机内，求得振动向量及不平衡向量间的影响系数，藉此，将标准风扇的不平衡质量及相角传递至平衡机；藉由标准风扇的质量及相角，量测待测风扇的不平衡重量、相角；计算平衡等级；本发明校正装置包括平衡分析仪、供输入结构、振动台、振动传感器及电子开关。

Description

风扇转子动平衡校正方法及装置

技术领域

本发明属于转动件平衡校正方法及装置，特别是一种风扇转子动平衡校正方法及装置。

背景技术

习用的在风扇制造过程中，由于材料不可能完美均质、制造上精度的限制及不平衡(unbalance)等因素皆会造成风扇于转动时产生振动。尤其，风扇叶片重量不均匀的分布，使得风扇重心将无法与其旋转中心重合，进而于转动时产生不平衡或振动的缺点。于转动时，该重量不均匀分布所造成离心力将会在风扇的径向(radial)及轴向(axial)产生振动现象，此种振动将会降低该风扇的精密性与可靠度并会产生噪音。故于风扇制造中，应用于风扇叶片转子动平衡(dynamic ba1ancing)校正为多数风扇制商列为制程上必须的工作。举例而言，射出成型后的叶片(Impeller)及装磁条后的扇叶(rotor)，均需进行动平衡校正。

动平衡校正方法一般系以具有振动传感器及相位计的动平衡校正机，于风扇转动时量测其振动讯号，该振动讯号包括风扇的振动量，诸如振幅大小(位移)、振辐速度、振幅加速度、不平衡量之相位及频率等，系经由相位影响系数法或标准件不平衡传递法，量测该风扇转子的不平衡质量的大小及位置。之后，再参考检验标准，以减低该不平衡质量，或在其对称点增加该不平衡质量的方式，以达到检验标准的要求。

然而，于不同转速下，所量行的振动量并不相同，且该习用方法的检验标准仅系由各制造商以统计方式各自订定，而并未提供依共同的检验或评估的标准。风扇的动平衡检测，牵涉到许多复杂的参数，诸如风扇的尺寸、重量、扇叶的尺寸、不平衡的质量及位置及工作转速等等。即使相同型式的风扇也很难利用单一的量测数值决定该风扇的优劣。然而，先前技术中并未提供能够轻易量测或评估风扇品质的适当的方法或装置。

此外，风扇制造商提供的另一检测方式，系以手指感觉判断该风扇振动量大小，此种量测方式不仅能够感测该风扇径向(radial)的振动，同时亦可感测该风扇轴向(axial)的振动。然而，先前技术所提供的加速规或速度规，皆系用以量测径向的动量，而并非轴向的动量。因此便无法完全取代手工量测的过程，从而使得手指感觉量测径向的振动不佳而径平衡良好的风扇通过管检测。

有鉴于此，便有必要提供一种风扇转子动平衡校正方法及装置，能够同时量测径向及轴向振动，并可在共同的检验标准下，进行动平衡量测及校正作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种检验规范、准确计算平衡等级的风扇转子动平衡校正方法及装置。

本发明校正方法包括将一个已知不平衡量及相角的标准风扇(或待测风扇)置于振动台，量测其转动时的不平衡振动向量；将标准风扇的已知的不平衡量及相角输入平衡机内，求得振动向量及不平衡向量间的影响系数，藉此，将标准风扇的不平衡质量及相角传递至平衡机，完成标准件传递的功能；藉由标准风扇的质量及相角，(或将已知重量的试重于待测风扇的特定位置上，并量测其与试重合并后转动时不平衡振动向量)量测待测风扇的不平衡重量、相角；计算平衡等级；本发明校正装置包括用以收集并分析振动讯号的平衡分析仪、供使用者输入条件参数的输入结构、用以将风扇相对固定于其特定位置上的振动台、用以将量测后风扇的径向及轴向振动量传送至平衡分析仪的振动传感器、置于振动台上方并电气连接至平衡分析仪的电子开关；电子开关用以将量测后的风扇转速及相位传送至平衡分析仪。

其中：

校正方法还包括计算待测风扇增/减质量的大小与位置，藉以使待测风扇合于预定的平衡等级。

校正方法还包括计算待测风扇合于预定平衡标准所需的增/减质量的大小与位置，藉由增/减待测风扇的质量，使待测风扇合于预定的平衡等级。

光电开关为光纤光电开关。

平衡分析仪系藉由收集并分析径向及轴向振动量，计算待测风扇合于预定的平衡标准所需的增/减质量的大小及位置，藉由增/减待测风扇的质量，使待测风扇合于预定的平衡等级。

平衡等级系为ISO1940平衡品质等级。

由于本发明校正方法包括将一个已知不平衡量及相角的标准风扇置于振动台，量测其转动时的不平衡振动向量；将已知的不平衡量及相角输入平衡机内，求得振动向量及不平衡向量间的影响系数，藉此，将标准风扇的不平衡质量及相角传递至平衡机；藉由标准风扇的质量及相角，量测待测风扇的不平衡重量、相角；计算平衡等级；本发明校正装置包括平衡分析仪、供输入结构、振动台、振动传感器及电子开关。以本发明的平衡分析仪利用相位影响系数法或标准件不平衡传递法量测风扇或转动件的轴向及径向振动，藉以量测该风扇或转动件的偏心矩；之后，参考平衡品质等级，藉以作为判断该风扇或转动件的振动等级标；因此，本发明能够节省动平衡的操作步骤，提升工作效益，且藉由转子动平衡的规范，统一风扇制造业对风扇好坏的认定，消除纷争；不仅检验规范，而且准确计算平衡等级，从而达到本发明的目的。

附图说明

图1、为本发明风扇转子动平衡校正装置结构示意俯视图。

图2、为本发明风扇转子动平衡校正装置结构示意侧视图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明风扇转子动平衡校正装置10包括用以收集并分析振动讯号的平衡分析仪20、供使用者输入条件参数的输入结构、用以将风扇5相对固定于其特定位置上的振动台30、用以将量测后风扇的径向(radial)及轴向(axial)振动量传送至平衡分析仪20的振动传感器40、固定于振动台30用以将风扇5于振动台30上振动量传递至振动传感器40的弹簧片35、用以将量测后的风扇5转速及相位传送至平衡分析仪20的电子开关50、置于振动台30后方用以将电子开关50送出到量测位置的气压缸及用于输出平衡分析仪20分析后的结果的输出结构。

电子开关50系置于振动台30上方并电气连接至平衡分析仪20。

精于本技术领域可了解电子开关50可为光纤光电开关、继电器耦合开关(relay coupler)等等。

本发明风扇转子动平衡校正方法系由检测人员首先将待测风扇5固定置于振动台30上，接着输入该风扇6的条件参数，该条件参数为操作运转参数，其包括转子重量M、工作转速ω、平衡半径r及检测标准参数。检测标准参数诸如容许转子平衡等级(即ISO1940平衡品质等级；ISO1940 Balancing QualityGrade；以G表示)及容许轴向振动量。

在检测人员按下启动键后，风扇5开始转动，同时电子开关50亦开始量测风扇5的转速。当达到工作转速时，该振动传感器40将量测风扇5的振动量，同时电子开关50将量测不平衡量的相位。

本发明风扇转子动平衡校正方法系为：本发明风扇转子动平衡校正装置10系利用振动传感器40测量振动量，另外，再利用电子开关50与风扇5上的参考点共同作用，以作为相位参考的相位计。当风扇5的参考点通过电子开关50时，即触发PB230平衡机取样。如此，转一圈通过一次参考点所取得的振动波形相有相位的关系，此e即为振动向量。之后，当加上已知重量的试重于风扇5特定位置上，再转动风扇5至相同转速，藉此取得合成的不平衡振动合成信号。此时，电脑会藉由原始的振动向量与加上该已知重量的试重后所引起的另一振动向量，参考该已知重量试重的重量后、利用平行四边形法，以导出该风扇5的不平衡的重量及相对应的角度。即计算待测风扇5合于预定平衡标准所需的增/减质量的大小与位置，藉由增/减待测风扇5的质量，使待测风扇5合于预定的为ISO1940平衡品质等级。

本发明风扇转子动平衡校正方法另一实施例的步骤为：

利用一个已知不平衡量及相角的标准风扇(Reference fan)，置于振动台30，量测其转动时的不平衡振动向量；

再将该标准风扇的已知的不平衡量及相角输入PB210M平衡机内，藉此求得振动向量及不平衡向量间的影响系数，而将该标准风扇的质量及相角传递至平衡机，完成标准件传递的功能；

待测风扇5可仅藉由单一的测试步骤，得知其不平衡重量及相对应的角度，而不需要前述步骤的第二次已知重量的试重的量测过程；藉由标准风扇的质量及相角，量测待测风扇的不平衡重量、相角。

此时，该平衡分析仪将根据先前输入的转子重量及与工作转速计算待测风扇5的ISO1940平衡品质等级。

G(转子平衡等级)＝e(转子偏心距)×ω(转速)；

e(转子偏心距)＝U(残余不平衡)/M(转子质量)

藉此，求出该风扇5的残余不平衡质量及不平衡角度修正角度。另根据输入的平衡半径与U＝m×r的关系，求出删除质量。若该风扇5的平衡等级低于要求的等级(G值越低，其平衡品质等级越高)，则计算修正的角度及重量，操作者只要依指示加以平衡，就可以达到业者要求的ISO1940平衡品质等级。亦即平衡分析仪20将输出该风扇于5某一径向或较向位置上所需增加或减少质量，即可达到平衡等级的要求。之后，可再重复上述步骤，藉以确认该风扇5是否合于规定的平衡标准。

此外，该平衡分析仪20另可显示该振动台30所量测的轴向振动量，亦即可取代先前技术中利用手工量测径向振动的步骤。因此，本发明的动平衡校正装置10能够提供科学、标准化的作业程序。

综前所述，本发明的平衡分析仪20利用相位影响系数法或标准件不平衡传递法量测风扇或转动件的轴向及径向振动，藉以量测该风扇5或转动件的偏心矩。之后，参考ISO1940平衡品质等级，藉以作为判断该风扇5或转动件的振动等级标准。因此，本发明能够节省动平衡的操作步骤，提升工作效益，且藉由ISO1940转子动平衡的规范，统一风扇制造业对风扇好坏的认定，消除纷争。

Claims (10)

1、一种风扇转子动平衡校正方法，其特征在于它包括下列步骤：

将一个已知不平衡量及相角的标准风扇置于振动台，量测其转动时的不平衡振动向量；

将标准风扇的已知的不平衡量及相角输入平衡机内，求得振动向量及不平衡向量间的影响系数，藉此，将标准风扇的不平衡质量及相角传递至平衡机，完成标准件传递的功能；

藉由标准风扇的质量及相角，量测待测风扇的不平衡重量、相角；

计算平衡等级。

2、根据权利要求1所述的风扇转子动平衡校正方法，其特征在于它还包括计算待测风扇增/减质量的大小与位置，藉以使待测风扇合于预定的平衡等级。

3、根据权利要求1所述的风扇转子动平衡校正方法，其特征在于所述的平衡等级系为ISO1940平衡品质等级。

4、一种风扇转子动平衡校正方法，其特征在于它包括下列步骤：

将待测风扇置于风扇固定机构，并量测其转动时的不平衡振动向量；

将已知重量的试重于待测风扇的特定位置上，并量测其与试重合并后转动时不平衡振动向量；

计算待测风扇的不平衡的重量及相对应的角度；

计算平衡等级。

5、根据权利要求4所述的风扇转子动平衡校正方法，其特征在于它还包括计算待测风扇合于预定平衡标准所需的增/减质量的大小与位置，藉由增/减待测风扇的质量，使待测风扇合于预定的平衡等级。

6、根据权利要求4所述的风扇转子动平衡校正方法，其特征在于所述的平衡等级系为ISO1940平衡品质等级。

7、一种风扇转子动平衡校正装置，其特征在于它包括用以收集并分析振动讯号的平衡分析仪、供使用者输入条件参数的输入结构、用以将风扇相对固定于其特定位置上的振动台、用以将量测后风扇的径向及轴向振动量传送至平衡分析仪的振动传感器、置于振动台上方并电气连接至平衡分析仪的电子开关；电子开关用以将量测后的风扇转速及相位传送至平衡分析仪。

8、根据权利要求7所述的风扇转子动平衡校正装置，其特征在于所述的光电开关为光纤光电开关。

9、根据权利要求7所述的风扇转子动平衡校正装置，其特征在于所述的平衡分析仪系藉由收集并分析径向及轴向振动量，计算待测风扇合于预定的平衡标准所需的增/减质量的大小及位置，藉由增/减待测风扇的质量，使待测风扇合于预定的平衡等级。

10、根据权利要求9所述的风扇转子动平衡校正装置，其特征在于所述的平衡等级系为ISO1940平衡品质等级。

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