薄片状螺旋桨动平衡试验机构及动平衡试验方法.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910997665.7 (22)申请日 2019.10.21 (71)申请人 山西汾西重工有限责任公司 地址 030027 山西省太原市和平北路131号 (72)发明人 赵永刚李凤邓亚军武红丽 顾长捷谷海高志明高乃智 王文广杨贯永 (74)专利代理机构 山西华炬律师事务所 14106 代理人 陈奇 (51)Int.Cl. G01M 1/38(2006.01) (54)发明名称 薄片状螺旋桨动平衡试验机构及动平衡试 验方法 (57)摘要 本发明公开了一种薄片状螺旋桨动平衡试

2、验机构及动平衡试验方法， 解决了现有技术对薄 片状螺旋桨进行动平衡试验时不能科学合理地 完成动平衡补偿的问题。 在动平衡试验机 （4） 上 设置有测试支撑架 （5） ， 台阶芯轴 （1） 的左端侧面 中心处固定设置有左支撑细轴 （2） ， 台阶芯轴 （1） 的右端侧面中心处固定设置有右支撑细轴 （3） ， 台阶芯轴 （1） 的中心轴线、 左支撑细轴 （2） 的中心 轴线和右支撑细轴 （3） 的中心轴线重合在一起； 在台阶芯轴 （1） 的中间位置上套接有薄片状螺旋 桨 （6） ， 套接有薄片状螺旋桨 （6） 的一体机加成型 的试验用轴设置在动平衡试验机 （4） 的测试支撑 架 （5） 上。 精准

3、快捷地解决了薄片状螺旋桨的动 平衡去重或加重操作。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 110608845 A 2019.12.24 CN 110608845 A 1.一种薄片状螺旋桨动平衡试验机构， 包括动平衡试验机 （4） 和试验用轴， 在动平衡试 验机 （4） 上设置有测试支撑架 （5） ， 其特征在于， 试验用轴为一体机加成型的试验用轴， 试验 用轴的中部为台阶芯轴 （1） ， 台阶芯轴 （1） 的左端侧面中心处固定设置有左支撑细轴 （2） ， 台 阶芯轴 （1） 的右端侧面中心处固定设置有右支撑细轴 （3） ， 台阶芯轴 （1） 的中心轴线、 左支撑 细轴 （2） 的中心轴线

4、和右支撑细轴 （3） 的中心轴线重合在一起； 在台阶芯轴 （1） 的中间位置 上套接有薄片状螺旋桨 （6） ， 套接有薄片状螺旋桨 （6） 的一体机加成型的试验用轴设置在动 平衡试验机 （4） 的测试支撑架 （5） 上。 2.根据权利要求1所述的一种薄片状螺旋桨动平衡试验机构， 其特征在于， 薄片状螺旋 桨所允许的最大的动不平衡量值A的五分之一等于一体机加成型的试验用轴所允许的最大 的动不平衡量值B。 3.如权利要求2所述的一种薄片状螺旋桨动平衡试验机构的动平衡试验方法， 包括以 下步骤： 第一步、 通过机加工方式， 一体机加成型的试验用轴， 该试验用轴的中部为台阶芯轴 （1） ， 台阶芯轴

5、（1） 的左端侧面中心处固定设置有左支撑细轴 （2） ， 台阶芯轴 （1） 的右端侧面 中心处固定设置有右支撑细轴 （3） ， 台阶芯轴 （1） 的中心轴线、 左支撑细轴 （2） 的中心轴线和 右支撑细轴 （3） 的中心轴线重合在一起； 第二步、 获取薄片状螺旋桨所允许的最大的动不平衡量值A， 将薄片状螺旋桨所允许的 最大的动不平衡量值A的五分之一， 定义为一体机加成型试验用轴所允许的最大的动不平 衡量值B； 第三步、 将一体机加成型的试验用轴放置到动平衡试验机 （4） 的测试支撑架 （5） 上， 启 动动平衡试验机 （4） ， 对一体机加成型的试验用轴进行动平衡试验， 并在台阶芯轴 （1）

6、的两 端侧面上进行打眼去重或加重处理， 使一体机加成型的试验用轴的动不平衡量不大于一体 机加成型的试验用轴所允许的最大的动不平衡量值B； 第四步、 将一体机加成型的试验用轴从测试支撑架 （5） 上取下， 将薄片状螺旋桨 （6） 套 接固定在台阶芯轴 （1） 的中间位置上； 第五步、 将套接有薄片状螺旋桨 （6） 的一体机加成型的试验用轴， 再次放置到动平衡试 验机 （4） 的测试支撑架 （5） 上， 启动动平衡试验机 （4） ， 进行第一次动平衡试验， 动平衡试验 结束后， 读取动平衡机电测箱上显示的薄片状螺旋桨 （6） 左侧面上的去重质量m1和薄片状 螺旋桨 （6） 左侧面上的去重打孔位置的

7、相位角 1， 读取动平衡机电测箱上显示的薄片状螺 旋桨 （6） 右侧面上的去重质量m2和薄片状螺旋桨 （6） 右侧面上的去重打孔位置的相位角 2， 设定在薄片状螺旋桨 （6） 的两侧面上去重打孔半径r的值， 使去重孔的外切圆与薄片状螺旋 桨 （6） 的桨轴外侧面之间的距离为10毫米； 第六步、 根据第五步所确定的去重打孔半径r的值、 去重质量和去重打孔位置的相位 角， 在薄片状螺旋桨 （6） 的两侧面上进行打孔去重处理； 第七步、 计算打孔去重后的薄片状螺旋桨 （6） 的两侧面上的动不平衡量的合成矢量U， 计算公式如下： ； 第八步、 将计算得到的动不平衡量的合成矢量U与薄片状螺旋桨的所允许的

8、最大动不 权利要求书 1/2 页 2 CN 110608845 A 2 平衡量进行比较， 若， 计算得到的动不平衡量的合成矢量U不大于薄片状螺旋桨的所允许的 最大动不平衡量， 则动不平衡量补偿成功， 若， 计算得到的动不平衡量的合成矢量U大于薄 片状螺旋桨的所允许的最大动不平衡量， 则重复第五步到第七步， 直到计算得到的动不平 衡量的合成矢量U不大于薄片状螺旋桨的所允许的最大动不平衡量时为止； 第九步、 将动平衡补偿成功的薄片状螺旋桨 （6） 从台阶芯轴 （1） 上取下。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110608845 A 3 薄片状螺旋桨动平衡试验机构及动平衡试验方法 技术领域 000

9、1 本发明涉及一种回转体的动平衡试验机构， 特别涉及一种薄片状螺旋桨动平衡试 验机构及动平衡试验方法。 背景技术 0002 对于高速旋转的螺旋桨， 在其出厂前， 都需要做动平衡试验， 以测定其高速旋转时 是否能实现平衡旋转； 动平衡试验是在动平衡试验机上进行的， 将螺旋桨放置到动平衡机 的旋转支架上， 对其进行旋转测定， 根据测得的数据， 在螺旋桨桨轴的两个端面上进行打眼 去重或加重处理， 使其达到动平衡； 在现有的螺旋桨动平衡试验中， 动平衡机分别测定得到 螺旋桨两端面上的各自的动不平衡量， 试验人员用得到的两个端面上的动不平衡量， 依次 与螺旋桨的最大动不平衡量值进行比较， 确定打眼去重或

10、加重的位置及补偿量， 然后， 进行 两个端面上的打眼去重或加重操作； 多次重复以上过程， 直到动平衡机分别测定得到螺旋 桨两端面上的各自的动不平衡量均小于螺旋桨的最大动不平衡量值为止， 从而完成螺旋桨 的动平衡补偿工作； 当螺旋桨桨轴为细长空心轴时， 由于桨轴两端面的距离较远， 在一个端 面上根据动平衡机测得的动不平衡量进行加重或去重处理， 不会直接影响到另一个端面的 动不平衡量， 现有的动平衡试验及打眼补充操作， 均能最终实现螺旋桨的动平衡； 当螺旋桨 为薄片状螺旋桨时， 尽管动平衡机也能准确测出薄片状螺旋桨的两个端面上的动不能平衡 矢量， 当根据测得的其中一个端面上的动不平衡矢量， 在该端

11、面上进行打眼加重或去重后， 由于两端面轴距太近， 在其中一个端面上进行的加重或去重处理量， 会直接传导到另一个 端面上， 直接影响另一端面上的动不平衡量， 常常造成现场的动不平衡的打眼加重或去重 操作， 重复多次后， 薄片状螺旋桨仍处于动不平衡状态， 甚至在端面上已经无法再进行打眼 的情况下， 该薄片状螺旋桨还处于动不平衡状态中。 发明内容 0003 本发明提供了一种薄片状螺旋桨动平衡试验机构及动平衡试验方法， 解决了现有 技术对薄片状螺旋桨进行动平衡试验时不能科学合理地完成动平衡补偿的技术问题。 0004 本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的： 本发明的总体构思是： 本发明仍采用传统的

12、轴类产品动平衡试验方法， 对薄片状螺旋 桨进行动不平衡量的测定， 测得薄片状螺旋桨两端面上的各自动不平衡矢量， 对该两矢量 进行矢量合成， 得到动不平衡量的合成矢量， 用动不平衡量的合成矢量与薄片状螺旋桨的 所允许的最大动不平衡量进行比较， 若合成矢量小于最大动不平衡量， 则动不平衡补偿完 成， 若合成矢量大于最大动不平衡量， 则根据测得的各自端面上的动不平衡指标， 在各自端 面上进行打眼加重或去重处理， 处理后进行处理后的动平衡试验， 得出新的两端面的动不 平衡矢量， 进行两端面新的动不平衡矢量合成， 对新的合成后的动不平衡矢量再与薄片状 螺旋桨的所允许的最大动不平衡量进行比较， 如此反复，

13、 直至最新的合成后的动不平衡矢 量小于薄片状螺旋桨的所允许的最大动不平衡量为止。 说明书 1/4 页 4 CN 110608845 A 4 0005 一种薄片状螺旋桨动平衡试验机构， 包括动平衡试验机和试验用轴， 在动平衡试 验机上设置有测试支撑架， 试验用轴为一体机加成型的试验用轴， 试验用轴的中部为台阶 芯轴， 台阶芯轴的左端侧面中心处固定设置有左支撑细轴， 台阶芯轴的右端侧面中心处固 定设置有右支撑细轴， 台阶芯轴的中心轴线、 左支撑细轴的中心轴线和右支撑细轴的中心 轴线重合在一起； 在台阶芯轴的中间位置上套接有薄片状螺旋桨， 套接有薄片状螺旋桨的 一体机加成型的试验用轴设置在动平衡试验

14、机的测试支撑架上。 0006 薄片状螺旋桨所允许的最大的动不平衡量值A的五分之一等于一体机加成型的试 验用轴所允许的最大的动不平衡量值B。 0007 一种薄片状螺旋桨动平衡试验机构的动平衡试验方法， 包括以下步骤： 第一步、 通过机加工方式， 一体机加成型的试验用轴， 该试验用轴的中部为台阶芯轴， 台阶芯轴的左端侧面中心处固定设置有左支撑细轴， 台阶芯轴的右端侧面中心处固定设置 有右支撑细轴， 台阶芯轴的中心轴线、 左支撑细轴的中心轴线和右支撑细轴的中心轴线重 合在一起； 第二步、 获取薄片状螺旋桨所允许的最大的动不平衡量值A， 将薄片状螺旋桨所允许的 最大的动不平衡量值A的五分之一， 定义为

15、一体机加成型试验用轴所允许的最大的动不平 衡量值B； 第三步、 将一体机加成型的试验用轴放置到动平衡试验机的测试支撑架上， 启动动平 衡试验机， 对一体机加成型的试验用轴进行动平衡试验， 并在台阶芯轴的两端侧面上进行 打眼去重或加重处理， 使一体机加成型的试验用轴的动不平衡量不大于一体机加成型的试 验用轴所允许的最大的动不平衡量值B； 第四步、 将一体机加成型的试验用轴从测试支撑架上取下， 将薄片状螺旋桨套接固定 在台阶芯轴的中间位置上； 第五步、 将套接有薄片状螺旋桨的一体机加成型的试验用轴， 再次放置到动平衡试验 机的测试支撑架上， 启动动平衡试验机， 进行第一次动平衡试验， 动平衡试验结

16、束后， 读取 动平衡机电测箱上显示的薄片状螺旋桨左侧面上的去重质量m1和薄片状螺旋桨左侧面上 的去重打孔位置的相位角 1， 读取动平衡机电测箱上显示的薄片状螺旋桨右侧面上的去重 质量m2和薄片状螺旋桨右侧面上的去重打孔位置的相位角 2， 设定在薄片状螺旋桨的两侧 面上去重打孔半径r的值， 使去重孔的外切圆与薄片状螺旋桨的桨轴外侧面之间的距离为 10毫米； 第六步、 根据第五步所确定的去重打孔半径r的值、 去重质量和去重打孔位置的相位 角， 在薄片状螺旋桨的两侧面上进行打孔去重处理； 第七步、 计算打孔去重后的薄片状螺旋桨的两侧面上的动不平衡量的合成矢量U， 计算 公式如下： ； 第八步、 将计

17、算得到的动不平衡量的合成矢量U与薄片状螺旋桨的所允许的最大动不 平衡量进行比较， 若， 计算得到的动不平衡量的合成矢量U不大于薄片状螺旋桨的所允许的 最大动不平衡量， 则动不平衡量补偿成功， 若， 计算得到的动不平衡量的合成矢量U大于薄 片状螺旋桨的所允许的最大动不平衡量， 则重复第五步到第七步， 直到计算得到的动不平 衡量的合成矢量U不大于薄片状螺旋桨的所允许的最大动不平衡量时为止； 说明书 2/4 页 5 CN 110608845 A 5 第九步、 将动平衡补偿成功的薄片状螺旋桨从台阶芯轴上取下。 0008 本发明通过以两端面的动不平衡量的矢量合成方法精准快捷地解决了薄片状螺 旋桨的动平衡

18、去重或加重操作， 从而使薄片状螺旋桨达到动不平衡量值的目标值， 该方法 也巧妙地解决了薄片状螺旋桨动平衡试验时仍按照传统的细长轴类产品动平衡方法以两 端面各自的动不平衡量值为基准进行加重或去重的做法的误区。 附图说明 0009 图1是本发明的结构示意图。 具体实施方式 0010 下面结合附图对本发明进行详细说明： 一种薄片状螺旋桨动平衡试验机构， 包括动平衡试验机4和试验用轴， 在动平衡试验机 4上设置有测试支撑架5， 试验用轴为一体机加成型的试验用轴， 试验用轴的中部为台阶芯 轴1， 台阶芯轴1的左端侧面中心处固定设置有左支撑细轴2， 台阶芯轴1的右端侧面中心处 固定设置有右支撑细轴3， 台

19、阶芯轴1的中心轴线、 左支撑细轴2的中心轴线和右支撑细轴3 的中心轴线重合在一起； 在台阶芯轴1的中间位置上套接有薄片状螺旋桨6， 套接有薄片状 螺旋桨6的一体机加成型的试验用轴设置在动平衡试验机4的测试支撑架5上。 0011 薄片状螺旋桨所允许的最大的动不平衡量值A的五分之一等于一体机加成型的试 验用轴所允许的最大的动不平衡量值B。 0012 一种薄片状螺旋桨动平衡试验机构的动平衡试验方法， 包括以下步骤： 第一步、 通过机加工方式， 一体机加成型的试验用轴， 该试验用轴的中部为台阶芯轴1， 台阶芯轴1的左端侧面中心处固定设置有左支撑细轴2， 台阶芯轴1的右端侧面中心处固定 设置有右支撑细轴

20、3， 台阶芯轴1的中心轴线、 左支撑细轴2的中心轴线和右支撑细轴3的中 心轴线重合在一起； 第二步、 获取薄片状螺旋桨所允许的最大的动不平衡量值A， 将薄片状螺旋桨所允许的 最大的动不平衡量值A的五分之一， 定义为一体机加成型试验用轴所允许的最大的动不平 衡量值B； 第三步、 将一体机加成型的试验用轴放置到动平衡试验机4的测试支撑架5上， 启动动 平衡试验机4， 对一体机加成型的试验用轴进行动平衡试验， 并在台阶芯轴1的两端侧面上 进行打眼去重或加重处理， 使一体机加成型的试验用轴的动不平衡量不大于一体机加成型 的试验用轴所允许的最大的动不平衡量值B； 第四步、 将一体机加成型的试验用轴从测试

21、支撑架5上取下， 将薄片状螺旋桨6套接固 定在台阶芯轴1的中间位置上， 台阶芯轴1可制作成略带锥度状； 第五步、 将套接有薄片状螺旋桨6的一体机加成型的试验用轴， 再次放置到动平衡试验 机4的测试支撑架5上， 启动动平衡试验机4， 进行第一次动平衡试验， 动平衡试验结束后， 读 取动平衡机电测箱上显示的薄片状螺旋桨6左侧面上的去重质量m1和薄片状螺旋桨6左侧 面上的去重打孔位置的相位角 1， 读取动平衡机电测箱上显示的薄片状螺旋桨6右侧面上 的去重质量m2和薄片状螺旋桨6右侧面上的去重打孔位置的相位角 2， 设定在薄片状螺旋桨 6的两侧面上去重打孔半径r的值， 使去重孔的外切圆与薄片状螺旋桨6

22、的桨轴外侧面之间 说明书 3/4 页 6 CN 110608845 A 6 的距离为10毫米； 第六步、 根据第五步所确定的去重打孔半径r的值、 去重质量和去重打孔位置的相位 角， 在薄片状螺旋桨6的两侧面上进行打孔去重处理； 第七步、 计算打孔去重后的薄片状螺旋桨6的两侧面上的动不平衡量的合成矢量U， 计 算公式如下： ； 第八步、 将计算得到的动不平衡量的合成矢量U与薄片状螺旋桨的所允许的最大动不 平衡量进行比较， 若， 计算得到的动不平衡量的合成矢量U不大于薄片状螺旋桨的所允许的 最大动不平衡量， 则动不平衡量补偿成功， 若， 计算得到的动不平衡量的合成矢量U大于薄 片状螺旋桨的所允许的最大动不平衡量， 则重复第五步到第七步， 直到计算得到的动不平 衡量的合成矢量U不大于薄片状螺旋桨的所允许的最大动不平衡量时为止； 第九步、 将动平衡补偿成功的薄片状螺旋桨6从台阶芯轴1上取下。 说明书 4/4 页 7 CN 110608845 A 7 图1 说明书附图 1/1 页 8 CN 110608845 A 8