[发明专利]大型旋转机械叶片静平衡装置

说明书

技术领域

本发明属于测试仪器技术领域，具体涉及一种测试及调整旋转机械的叶片静平衡装置，尤其是大型叶轮的叶片的静平衡。

背景技术

现有技术的机械设备对高速旋转的刚性回转部件，都必须进行静平衡，例如砂轮、叶轮、各类型转子等，以防止回转部件振动影响工作性能，防止产生疲劳损伤和噪声，延长轴承等零部件的寿命，确保运行安全。所谓转子的静平衡就是在转子上选定适当的校正平面，在其上加上适当的校正质量或质量组，使得转子的振动减少到某个允许值以下。例如使用单面校正去掉静不平衡量，首先要找出静不平衡量的大小和方向。对于砂轮一类的连续体构件，静平衡调整相对较简单，常见的是在砂轮的夹具体侧面沿周向设平衡槽，平衡槽中设奇数个平衡块就可以，这类调整，对于懂行的技工，不用两分钟就能保证完成。而对于非连续体构件，如水泵的叶轮，则无法应用沿周向设平衡槽的方法解决，叶轮的静平衡常用的方法是在叶轮的叶片上某些部位加重或减重的方法解决，俗称配重，但要知道在何处加或减，加多少减多少，首先就得找准叶轮的静不平衡量方位及其大小，尤其是对于大型叶轮，如此操作是存在很大的困难的，而且大型叶轮一般是转配式的结构，比不得小叶轮可以整体浇铸或注塑完成。 但是现有技术的找准叶轮静不平衡量的方法基本上都是采用传统的方法，即将转子或叶轮套在芯轴上再架在静平衡架上通过摆动法以找准，查阅相应的有关装置和经专利检索，也只是见到考虑芯轴结构的改进，更谈不上有大型叶轮如何静平衡的资料可供参考。

例如申请号为201320305678.1，名称为“水泵叶轮动平衡试验工装”的中国专利，公开一种叶轮直径超过2000mm以上的大型的水泵叶轮动平衡试验工装。其结构为，芯轴中间部位设有锥形台，芯轴锥形台装配在轴套里孔内，并通过键径向固定，轴套的两端设置轴向锁紧装置。这种装置并没有在静平衡方法上有所改进,只是将芯轴改为多用结构以利于节约，其测试方法依旧是摆动法，摆动法的不足在于操作调试麻烦、计算繁琐以及花费的时间较长，也难以适应于大型叶轮。

又如申请号为201110262941.9，名称为“水轮机转轮三支点称重式静平衡装置及静平衡工艺”的中国专利，公开了一种水轮机转轮三支点称重式静平衡装置,包括均匀设在转轮底部的三个压力传感器,所述三个压力传感器位于同一均布节圆上,所述任意相邻两个压力传感器之间的夹角为120度,所述三个压力传感器的均布节圆圆心位于转轮的中心线上,所述三个压力传感器支撑于一平衡座上,所述平衡座通过调整垫铁支撑于地面平台上,所述地面平台上还设有将转轮升起的同步顶升机构。该装置及方法的最大不足之处在于支承需要一定的面积，面积太小接触强度不够且易变形，面积大了又使测试精度不够。安装及调试操作不便，计算方法复杂，平衡周期较长。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，克服现有技术的静平衡装置存在的调试麻烦、花费时间多、计算繁琐、精度差的缺陷，并提供一种方便准确快速的大型旋转机械叶片静平衡装置。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：一种大型旋转机械叶片静平衡装置，包括电测箱，有一底座，底座的中间固定有支撑立柱，支撑立柱的上端连接有用于固定叶片的夹具，支撑立柱上位于夹具下面的部位对称地粘贴有四片特性相同的电阻应变片R₁、R₂、R₃、R₄，电阻应变片R₁、R₂、R₃、R₄的电阻值相等，四片电阻应变片R₁、R₂、R₃、R₄按桥形电路连接，桥形电路的一桥臂连接电源，另一桥臂为输出端，输出端与电测箱的输入端连接。

利用电阻应变片因为受到应力而产生的应变与电阻变化率dR/R成线性关系，以测量构件应变，电阻应变片R₁、R₂、R₃、R₄按规定的要求粘贴在支撑立柱的上端位于接近夹具的下面部位，并按桥形电路连接要求连接引线，然后将待平衡叶轮的叶片固定在夹具上，由于叶片通过夹具产生的偏心力对支撑立柱的弯矩作用，引起电阻应变片R₁、R₂、R₃、R₄的电阻值发生不同的变化，使桥形电路输出变化电压，该变化电压经电测箱检测、放大、运算以求得应变，进而得知应力，则可求得弯矩M，由此，再由电测箱自动得出叶片的偏心力矩值并在数值显示装置上显示。