[发明专利]一种内置式高速主轴双面在线动平衡装置及其控制系统

摘要

一种内置式高速主轴双面在线动平衡装置及其控制系统，属于精密超精密加工及自动化领域。通过控制主轴系统上的两个平衡头不平衡量的重新配置来改变系统的不平衡状态。其每个平衡头的平衡盘由周向互成120°角的油囊-承摩簧片机构推动。复位簧片保证正常运转时平衡盘与主轴的紧密啮合。在分离过程中，复位簧片保证平衡盘相对主轴差速运动及其稳定。控制系统实现多路信号同时采集、信号并行处理与多路信号并行输出等方案，缩短平衡时间；系统结合泄油提前角输出控制信号，对四个平衡盘的位置分别调节，提高控制的准确性。

主权项

一种内置式高速主轴双面在线动平衡装置，包括有两个平衡头，平衡头采用对称式结构设计，每个平衡头包括两个平衡盘合成所需调节的不平衡量；其特征在于：所述的平衡头包括两个平衡盘(1)、啮合齿座(2)、复位簧片(3)、油囊(4)，油囊架(12)；啮合齿座(2)两侧对称分布着平衡盘(1)，啮合齿座(2)和平衡盘(1)之间通过啮合齿来啮合，两个平衡盘(1)内侧对称布置有三个油囊支架(12)，油囊支架(12)上的通孔连接有油囊(4)，油囊(4)与平衡盘(1)之间装一承摩簧片(5)上，平衡盘(1)上有构成不平衡量的缺口，平衡盘(1)的外侧布置且沿主轴周向均匀分布的三个复位簧片(3)，一侧的复位簧片(3)由簧片连接环(10)相连并与主轴固定；平衡盘(1)具有构成不平衡量的缺口及单向啮合齿(6)，单向啮合齿(6)沿平衡盘齿(1)圈周向均匀分布，啮合齿座(2)具有双向啮合齿(7)，与平衡盘(1)的啮合齿相配合，其通过圆柱销(15)与主轴(8)固定；平衡盘(1)与啮合齿座(2)通过复位簧片(3)及油囊(4)‑承摩簧片(5)机构实现啮合或分离；三个复位簧片(3)通过连接螺钉(9)与簧片连接环(10)固定连接，构成复位簧片组；平衡盘(1)、复位簧片组与主轴连接；四个平衡盘(1)对应四组复位簧片组，分为内外各两组，内复位簧片组(Z1)用于两内侧平衡盘的复位、压紧，空套于主轴上，由轴肩定位；外复位簧片组(Z2)用于两外侧平衡盘的复位、压紧，并空套于主轴上，由两锁紧螺母(16)进行定位及调节预紧力；油管接头(11)与油囊架(12)连接，通过油囊架(12)内部油路对油囊供油，油囊(4)、承摩簧片(5)均与油囊架(12)固定连接；油囊架(12)与主轴箱体(14)通过连接螺栓(13)连接；承摩簧片(5)位于油囊(4)与平衡盘(1)之间，且油囊(4)内低油压时，承摩簧片(5)与平衡盘(1)不接触，平衡盘(1)与啮合齿座(2)啮合；油囊(4)内高油压时，油囊(4)的膨胀力通过承摩簧片(5)作用于平衡盘，推动平衡盘(1)与啮合齿座(2) 分离；