CN201207008Y - 曲轴动平衡机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种曲轴动平衡机，其采取双边圈带传动方式，只需将曲轴工件放到支撑滚轮副上，脚踏开关，曲轴前轴颈和后轴颈上各有一条被张紧的聚氨酯同步驱动带，分别压在曲轴前轴颈和后轴颈上，其中一条由变频调速的异步驱动电机驱动，利用同步驱动带的摩擦力，带动曲轴高速旋转，速度快，对曲轴进行动平衡测试及校正是否符合设计要求，并对超出允许不平衡量的工件计算机屏幕上显示“不合格”字样，以提醒操作者。较好地解决了小型曲轴工件动平衡测试的问题。

Description

曲轴动平衡机

技术领域

本实用新型涉及一种动平衡机，特别涉及一种曲轴动平衡机。

背景技术

传统的曲轴动平衡机一般都是针对汽车、船舶等发动机产品的，曲轴规格较大、较重，传动方案多采取“万向联轴器传动”方式，近年来也有采用“支撑滚轮传动”方案的。但是，对于体积重量较小的汽油机曲轴一类的小型曲轴动平衡机，采用上述方式不一定很适合。专用曲轴动平衡机是专门为解决汽油机等小型曲轴零件动平衡测试而开发的。一般中小零件的动平衡测试较多采取“圈带传动”方式，其应用基本条件是，零件两支承的中部需要有一段圆柱形结构，以便圈带能够套在上面进行驱动。但很明显，曲轴零件由于曲拐的存在而不具备这一条件。市场上缺乏小型曲轴成熟的动平衡机产品。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺陷，本实用新型直接利用圈带式动平衡机成熟的零件支持系统和检测系统的基础上，专门研制了一种曲轴动平衡机，较好地解决了小型曲轴零件动平衡测试的问题。本实用新型的目的是为了减小振动，提高通用汽油机的工作精度和使用寿命，保证汽油机的质量，对曲轴进行动平衡测试及校正是否符合设计要求，并对超出允许不平衡量的零件计算机屏幕上显示“不合格”字样，以提醒操作者。

本实用新型所述的曲轴动平衡机，包括：

驱动电机，其轴上具有驱动轮，由变频器驱动；该驱动电机由电机支架支承着；上述驱动轮与驱动轮杠杆臂上的张紧轮在同一个平面上，上述驱动轮与上述张紧轮环绕着同步驱动带；

压紧杠杆臂的一端具有两个相间隔开的张紧轮，该两个张紧轮上环绕着同步驱动带；

上述驱动轮杠杆臂和上述压紧杠杆臂离开张紧轮的一端安装在摆轴上，且平行放置；

气缸，其由气缸支座固定在底座上，里边安装着电磁阀，气缸的前端具有气源；活塞杆与杠杆臂的一端连接，杠杆臂的另一端套装在摆轴上，居于上述驱动轮杠杆臂和上述压紧杠杆臂之间；

上述摆轴由一对前支架支承着；

在上述驱动轮杠杆臂和上述压紧杠杆臂具有张紧轮的一端的下方对应的部位，具有一对相互平行的平衡架；上述平衡架上各安装一个压电传感器；上述平衡架的上分别安装支撑滚轮副；

上述电机支架，上述前支架和上述平衡架通过螺钉固定在底座上；

曲轴，具有前轴颈，后轴颈和曲拐；曲拐上可以装上当量环，检测时，前轴颈和后轴颈分别放置在上述平衡架的支撑滚轮副上，可以装卸；后轴颈上具有锥柄，锥柄上嵌有方键，方键附近的支架上安装一只接近开关，接近开关里装有转速霍尔传感器。

上述驱动轮的轴心与摆轴的中心重合；上述后杠杆臂后面，紧挨着后杠杆臂，具有滑动套，该滑动套套装在摆轴上。上述驱动轮杠杆臂的中部，与上述张紧轮在同一平面上具有辅助轮。上述压紧杠杆臂上远离摆轴的张紧轮为可调。上述曲轴的前轴颈和后轴颈上安装齿形带轮。上述平衡架上各具有压电传感器输出插头。上述曲轴具有不同的型号。上述压电力传感器，上述驱动电机，上述电磁阀和上述接近开关与工控机连通。

本实用新型针对曲轴结构的特点，采取了双边圈带传动方式，工人操作时，只需将曲轴零件放到支撑滚轮副上，脚踏开关，曲轴两边各有一条被张紧的聚氨酯同步驱动带，分别压在曲轴两边的轴颈上，其中一条由变频调速的异步驱动电机驱动，利用同步驱动带的摩擦力，带动曲轴高速旋转，速度快，装卸曲轴方便，方案是可行的。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对实用新型的详细说明中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例的曲轴动平衡机结构图；

图2是本实用新型较佳实施例的曲轴动平衡机待机与检测时的结构图；

图3是本实用新型较佳实施例的曲轴动平衡机的俯视图；

图4是本实用新型较佳实施例的曲轴动平衡机工作原理示意图；

图5是本实用新型较佳实施例的曲轴动平衡机控制模块图。

具体实施方式

本实用新型较佳实施例的曲轴动平衡机结构上的主要特点是，采用变频器驱动异步驱动电机的旋转来带动同步驱动带，该同步驱动带被张紧并压在曲轴前轴颈上，依靠同步驱动带上的摩擦力带动曲轴旋转。考虑到曲轴一悬臂端前轴颈上齿形带轮处受到载荷时会使曲轴零件上翘翻倒，因此，在曲轴零件另一悬臂端的后轴颈上也施加平衡载荷，以保证曲轴零件的轴颈能够牢固地贴合在支撑滚轮副上，以保证动平衡测试得以正常进行。结构上具体的实现方法是依靠安装在摆轴上的驱动轮杠杆臂和压紧杠杆臂的摆动，分别对曲轴前轴颈和后轴颈施加均衡的压力，压力的大小依靠分别调整驱动轮杠杆臂和压紧杠杆臂上同步驱动带的张紧力来实现。其中，驱动轮杠杆臂上的同步驱动带由装在异步驱动电机轴上的驱动轮带动旋转，从而可以利用同步驱动带的摩擦，带动曲轴的前轴颈高速旋转，以实施动平衡测试。在设计中让驱动轮的轴心与杠杆臂的摆动中心重合，在气缸的作用下，通过活塞杆铰链杠杆臂和摆轴，带动驱动轮杠杆臂和压紧杠杆臂绕摆轴中心作上下摆动，驱动轮杠杆臂和压紧杠杆臂向上抬起时，工人可以方便装卸曲轴零件；摆轴下降时，曲轴前轴颈和后轴颈分别被张紧的同步驱动带压住并被异步驱动电机驱动旋转。本实用新型较佳施例的曲轴动平衡机采用硬支承结构。

下面结合附图对本实用新型的具体实施作详细说明。

请参照图1，驱动电机1由电机支架13支承，驱动电机1的轴上具有驱动轮(图中未示出)，驱动轮的轴心与驱动轮杠杆臂2和压紧杠杆臂4的摆动中心，即与摆轴27的轴心重合；摆轴27由一对前支架9支承着；驱动轮杠杆臂2和压紧杠杆臂4平行安装在摆轴27上，驱动轮杠杆臂2位于前支架9和电机支架13之间；压紧杠杆臂4的后面具有一个滑动套(图中未示出)，该滑动套套装在摆轴27上且紧挨着压紧杠杆臂4，以防止压紧杠杆臂4在工作中发生滑动现象。电机支架13和前支架9用螺钉固定在底座11上，底座11上设置T形槽用于容纳螺钉帽，方便螺钉的接合。在前支架9之间，摆轴27上套装一杠杆臂8，杠杆臂8的另一端与活塞杆铰链，气缸12由气缸支座15通过螺钉固定在底座11上，气缸12里装有电磁阀(图中未示出)，在气缸12的下端部具有气源14(如图2所示)。

驱动轮杠杆臂2上远离摆轴27的一端具有一个张紧轮19，该张紧轮19与驱动电机1轴上的驱动轮在一个平面上，张紧轮19与驱动轮环绕着同步驱动带3，如图2所示。驱动轮杠杆臂2上，张紧轮19与驱动轮之间安装一个辅助轮20，用于当驱动轮杠杆臂2下降时辅助张紧同步驱动带3。压紧杠杆臂4上离开摆轴27的一端具有两个张紧轮，且远离摆轴27的张紧轮为可调张紧轮21，在该两个张紧轮上环绕着同步驱动带3。在驱动轮杠杆臂2和压紧杠杆臂4上具有张紧轮的一端的下方对应部位，设置一对平行放置的平衡架10，平衡架10的上安装着一对支撑滚轮副7。曲轴18就放置在平衡架10上的支撑滚轮副7上。平衡架10上各安装一个压电传感器17和压电传感器输出插头16，压电传感器17用来拾取平衡架10的不平衡振动信号。

平衡测试前，首先将当量环28装在曲轴工件的曲拐26上，在当量环28的两边最好放置校正面c和c’，如图3、4所示，然后再将曲轴18装在动平衡机的平衡架10上，曲轴前轴颈23和后轴颈24分别放在平衡架10的支撑滚轮副7上，曲轴前轴颈23和后轴颈24上可以安装齿形带轮(图中未示出)，其可以彻底解决打滑问题，充分保证测量的稳定性。由于各型号的曲轴18不一样，测试之前必须调节好可调挡块(图中未示出)的位置，然后进行动平衡标定。用脚踏下脚踏开关(图中未示出)，气缸12推动杠杆臂8，进而转动摆轴27，从而使驱动轮杠杆臂2和压紧杠杆臂4绕摆轴27中心向下摆动，摆动的摆幅由可调挡块固定，张紧的同步驱动带3分别压在曲轴的前轴颈23和后轴颈24上。图4中，箭头d和d’为同步驱动带3对曲轴前轴颈23和后轴颈24的施压。

曲轴后轴颈24上的锥柄25嵌有方键22，方键22附近安装一只接近开关6，接近开关6里具有转速霍尔传感器5，如图1、4所示，可以利用方键22的转动拾取转速信号，作为动平衡检测的相位同步信号。

参照图5，平衡架10上的压电传感器17经过调理电路，由A/D卡与工控机连通，本实施例的调理电路是两通带四阶低通滤波的测量放大器。本实施例中的异步驱动电机1采用的是0.37KW的异步电机1，由变频器驱动，通过I/O卡与工控机连通；气缸12中的电磁阀、接近开关6及相关的按钮组也通过I/O卡与工控机连通。检测之前应当在工控机主机上安装动平衡软件，当准备工作完成之后，工人只需按下自动平衡按钮，异步驱动电机1在工控机的控制下迅速启动并达到预定转速，工控机拾取来自压电传感器17和接近开关6的信号，经过动平衡软件分析计算，在显示屏上显示出不平衡量的量值和相位，不合格的产品，显示屏上将显示“不合格”的标志，以提醒工人。为了提高生产效率，当量环28应当准备相同的两套，在工件进行平衡测试的过程中，工人可将第二套当量环装28在下一个待测的曲轴工件，使准备时间和测量时间达到一部分重合，以保证提高检测效率。

本实用新型所述的曲轴动平衡机的检查对象适合机型为：IP61F、IP65F、IP70F-(可以扩展)；最小可达剩余不平衡量是在曲轴去重的左右扇形半径上分别≤5g时，不平衡量减少率(UnbalanceReduction Ratio，简称URR)≥90％；曲轴曲拐26上安装当量环的配重值：IP61F为174g、IP65F为192g、IP70F为226g。

本实施例的检测过程是，开启工控机电源、动平衡机电源和气源，用标件进行曲轴18动平衡校准；在工控机里先进行参数设置，设置不平衡最大验收值；将被测的曲轴工件装在动平衡机平衡架10的两组支撑滚轮副7上；启动检测按钮，气缸12推动杠杆臂8，使驱动轮杠杆臂2和压紧杠杆臂4从待机位置b，b’，如图2所示，压下至检测位置a，a’，同时驱动电机1带动同步驱动带3旋转，通过同步驱动带3和曲轴18轴径的磨擦，将曲轴18加速至1000转/分，转速靠转速霍尔传感器5拾取信号送工控机处理和控制，当转速恒定后，曲轴18转动时的不平衡量由平衡架上的压电传感器17拾取信号送工控机处理和判定，并将检测结果显示在显示屏上；检测完成后，驱动轮杠杆臂2和压紧杠杆臂4由气缸12拉动自动回到待机位置b，b’；取下补测曲轴工件，进行下一轮检测；整个被测曲轴工件的检测节拍小于20秒。

当然，本实用新型还可以有其他实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种曲轴动平衡机，其特征是包括：

驱动电机，驱动电机轴上具有驱动轮，由变频器驱动；该驱动电机由电机支架支承；上述驱动轮与驱动轮杠杆臂上的张紧轮在同一个平面上，上述驱动轮与上述张紧轮环绕着同步驱动带；

压紧杠杆臂的一端具有两个相间隔开的张紧轮，该两个张紧轮上环绕着同步驱动带；

上述驱动轮杠杆臂和上述压紧杠杆臂离开张紧轮的一端安装在摆轴上，且平行放置；

气缸，其由气缸支座固定在底座上，里边安装着电磁阀，气缸的前端具有气源；活塞杆与杠杆臂的一端连接，杠杆臂的另一端套装在摆轴上，居于上述驱动轮杠杆臂和上述压紧杠杆臂之间；

上述摆轴由一对前支架支承；

在上述驱动轮杠杆臂和上述压紧杠杆臂具有张紧轮的一端的下方对应的部位，具有一对相互平行的平衡架；上述平衡架上各安装一个压电传感器；上述平衡架的上分别安装支撑滚轮副；

上述电机支架，上述前支架和上述平衡架通过螺钉固定在底座上；

曲轴，具有前轴颈，后轴颈和曲拐；曲拐上可以装上当量环，检测时，前轴颈，后轴颈分别放置在上述平衡架的支撑滚轮副上，可以装卸；上述后轴颈上具有锥柄，锥柄上嵌有方键，方键附近的支架上安装一只接近开关，接近开关里装有转速霍尔传感器。

2.根据权利要求1所述的曲轴动平衡机，其特征是上述驱动轮的轴心与摆轴的中心重合。

3.根据权利要求1所述的曲轴动平衡机，其特征是上述驱动轮杠杆臂的中部，与上述张紧轮在同一平面上具有辅助轮。

4.根据权利要求1所述的曲轴动平衡机，其特征是上述压紧杠杆臂上远离摆轴的张紧轮为可调。

5.根据权利要求1所述的曲轴动平衡机，其特征是上述曲轴的前轴颈和后轴颈上安装齿形带轮。

6.根据权利要求1所述的曲轴动平衡机，其特征是上述平衡架上各具有压电传感器输出插头。

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