[发明专利]基于回转中心位置调整的离心机配平装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于回转中心位置调整的离心机配平装置，包括转臂、转臂支撑、运动导向机构、固定配重和试件，转臂支撑与离心机的转轴固定连接，且转臂支撑通过运动导向机构与转臂固定连接，固定配重和试件分别设置在转臂的两端；一种动态配平方法，包括判断F_A和F_B的值，若F_A＞F_B，则运动执行机构A伸长，运动执行机构B同步缩短，反之则运动执行机构B伸长，运动执行机构A同步缩短，改变离心机转速，对离心机的试件端进行加速度补偿。本发明的配平装置通过控制转臂在运动导向机构约束下相对转臂支撑运动，完成回转中心调整；采用实时配平方法，当不平衡力随着转速提高而逐步增大时，配平系统也同步调整转臂位置，可在离心机全转速范围内实现动态配平。

技术领域

本发明涉及离心机，尤其涉及一种基于回转中心位置调整的离心机配平装置及方法。

背景技术

科学试验用离心机是利用转动部件绕着转轴旋转来提供过载环境的设备；为保证离心机稳定运行需要转动部件质心与回转中心重合，转动部件质心受离心机试件的影响，因此每次试验需要根据试件情况对转动部件进行调整，这个调整过程叫做离心机的配平，离心机配平是保证离心机运行稳定、安全、长寿命运行的基础，不平衡力过大可能会导致重大事故。

目前，离心机都设置有配平结构，即在试件另外一侧设置配重装置，根据精度和自动化程度的不同，有的为固定配重结构，有的为可移动配重。固定配重通过不同配重快的组合改变配重端重量来实现配平；可移动配重是通过在离心机径向移动配重块改变配重端质心方式来实现配平。

上述固定配重的配平方式需要离心机静止时才能人工操作安装配重块，配重块组合的重量不连续，无法按需配平，无法实现动态配平，人工操作繁琐，配平精度不高；

上述可移动配重配平方式在大范围配平中，为保证足够的配平范围，需要加大配重块的重量和移动范围，所需驱动力随着离心力的增加而增大，这对配重块移动结构和驱动力要求较高，很难实现配重块在离心场下的驱动，因此该方法更适用于离心机静止和低转速状态下的静态配平。小范围动态配平中，为实现在离心场下的动态配平，因此系统配平范围小；在小范围动态配平中，由于离心力作用在配重块上，并且受驱动能力的制约，只能通过在小范围内移动小配重块的方式，因此动态配平范围很小。由于配平范围与配平所需驱动力相互制约，该配平方法只适用于大范围静态配平或小范围动态配平。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于回转中心位置调整的离心机配平装置及方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于回转中心位置调整的离心机动态配平装置，包括转臂、转臂支撑、运动导向机构、固定配重和试件，所述转臂支撑与离心机的转轴固定连接，且所述转臂支撑通过所述运动导向机构与所述转臂固定连接，所述转臂水平设置，所述固定配重和所述试件分别设置在所述转臂的两端；

所述转臂上设置有矩形通槽，所述转臂支撑设置在所述矩形通槽内，所述矩形通槽与所述转臂件通过滑轨或圆柱滚子支撑连接，所述转臂可相对所述转臂支撑左右滑动；

所述运动导向机构包括控制器、运动执行机构A、运动执行机构B、力传感器A、力传感器B和位移传感器，所述运动执行机构A和所述运动执行机构B均与所述转臂的轴线重合设置，所述运动执行机构A的第一端与所述转臂支撑的左端面固定连接，所述运动执行机构A的第二端通过所述力传感器A抵靠在所述矩形通槽的左端面，所述运动执行机构B的第一端与所述转臂支撑的右端面固定连接，所述运动执行机构B的第二端通过所述力传感器B抵靠在所述矩形通槽的右端面，所述位移传感器安装于所述转臂支撑，并与所述转臂的轴线平行设置，所述力传感器A和所述力传感器B均与所述控制器的信号端电连接，将力信号输出到所述控制器，所述运动执行机构A和所述运动执行机构B的控制端均与所述控制器的控制端电连接，接收所述控制器的控制信号，所述位移传感器的信号端与所述控制器的信号端电连接，将位移信号反馈到所述控制器。