风机叶轮静平衡检测修正设备及其使用方法

282 编辑：管理员来源：青岛中车四方轨道车辆有限公司

2024-03-12 17:17:42

权利要求书： 1.一种风机叶轮静平衡检测修正设备的使用方法，其特征在于，采用风机叶轮静平衡检测修正设备；

所述风机叶轮静平衡检测修正设备包括：支撑平台、电机、编码器、主轴、检测模块、矫形板模块和处理器；

所述主轴可转动地设置在所述支撑平台上，所述电机用于驱动所述主轴转动，所述编码器连接在所述主轴上；

所述检测模块设置在所述支撑平台上并位于所述主轴的一侧，所述检测模块包括上激光传感器和下激光传感器，所述上激光传感器布置在所述下激光传感器的上方；

所述矫形板模块设置在所述支撑平台上并位于所述主轴的一侧，所述矫形板模块包括上矫形组件和下矫形组件，所述上矫形组件包括上伸缩机构和上矫形板，所述上伸缩机构横向布置，所述上矫形板设置在所述上伸缩机构的活动部上；所述下矫形组件包括下伸缩机构和下矫形板，所述下伸缩机构横向布置，所述下矫形板设置在所述下伸缩机构的活动部上；所述上矫形组件位于所述下矫形组件的上方；所述上伸缩机构和所述下伸缩机构采用电动液压执行机构；

其中，所述电机、所述编码器、所述上激光传感器、所述下激光传感器、所述上伸缩机构和所述下伸缩机构分别与所述处理器电连接；

所述使用方法包括：开启阶段和检测阶段；

开启阶段；如果激光传感器被遮挡，系统不进入检测状态，处理器发送驱动信号，使电机转动，直至激光传感器不被遮挡，即传感器接收端接收到信号；

检测阶段；处理器同时发送驱动信号和激光采集信号，电机按照处理器预先设定的速度旋转一个周期，处理器自身发出信号与编码器返回值进行对比，处理器比对两个数值，确保正常旋转并修订旋转速度和周期，避免产生偏差，完成叶轮完整旋转周期；当工件有凸起不均匀情况下，会挡住激光路径，处理器采集激光传感器接收信号时刻的角度和不能接收信号时刻的角度，角度中间值为叶轮凸起部位；设定三个数据集A、B、M，A数据集为接收到激光信号时刻的角度值，B为不能接收到激光信号时刻的角度值，M为工件突出部位中心角度值；突出角度计算公式为：其中，mn∈M，an∈A，bn∈B；

如果M中函数非零数值，说明有突出部位，处理器将控制电机旋转叶轮，根据记录角度将叶轮突出部位旋转至电动液压执行机构处，电机停止旋转，并进行液压调整过程；直到将所有突出部位按压后，完成第一次修订；第一个周期完成后，进入第二周的检测过程，循环上述的检测步骤，直至叶轮检测合格，即M所含数据集为0。

2.根据权利要求1所述的风机叶轮静平衡检测修正设备的使用方法，其特征在于，所述上矫形板和所述下矫形板均为圆弧形板。

3.根据权利要求2所述的风机叶轮静平衡检测修正设备的使用方法，其特征在于，所述上矫形板和所述下矫形板均为半圆弧状板。

4.根据权利要求1所述的风机叶轮静平衡检测修正设备的使用方法，其特征在于，所述支撑平台上设置有支撑架，所述上伸缩机构和所述下伸缩机构设置在所述支撑架上。

5.根据权利要求1所述的风机叶轮静平衡检测修正设备的使用方法，其特征在于，所述支撑平台上设置有轴套，所述主轴可转动地设置在所述轴套中。

说明书：风机叶轮静平衡检测修正设备及其使用方法技术领域[0001] 本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种风机叶轮静平衡检测修正设备及其使用方法。背景技术[0002] 叶轮工作旋转时，叶轮转动会产生离心力，如果叶轮的质量分布不均衡，则会导致离心力分布不均进而使得叶轮产生晃动，从而影响叶轮的正常工作，甚至产生故障。根据《通叶轮振动检测及其限值》(JB/T8689－1998)技术要求，风机叶轮需要进行动平衡检测，一般动平衡精度需满足G5.6级。而在生产过程中，若风机叶轮存在几何尺寸上的不对称偏差，在动平衡检测及修正时，会很难达到平衡状态，所以，在进行动平衡之前，需进行静平衡检测及修正。现有检测以目测与手动机械式调整相结合方式，检测过程不精确，检测过程繁琐。鉴于此，如何设计一种实现自动检测和矫形板叶轮的技术是本发明所要解决的技术问题。发明内容[0003] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种风机叶轮静平衡检测修正设备及其使用方法，实现通过风机叶轮静平衡检测修正设备自动检测叶轮的外形并完成自动矫形，进而简化工人的劳动强度。[0004] 本发明提供的技术方案是，一种风机叶轮静平衡检测修正设备，包括：支撑平台、电机、编码器、主轴、检测模块、矫形板模块和处理器；[0005] 所述主轴可转动地设置在所述支撑平台上，所述电机用于驱动所述主轴转动，所述编码器连接在所述主轴上；[0006] 所述检测模块设置在所述支撑平台上并位于所述主轴的一侧，所述检测模块包括上激光传感器和下激光传感器，所述上激光传感器布置在所述下激光传感器的上方；[0007] 所述矫形板模块设置在所述支撑平台上并位于所述主轴的一侧，所述矫形板模块包括上矫形组件和下矫形组件，所述上矫形组件包括上伸缩机构和上矫形板，所述上伸缩机构横向布置，所述上矫形板设置在所述上伸缩机构的活动部上；所述下矫形组件包括下伸缩机构和下矫形板，所述下伸缩机构横向布置，所述下矫形板设置在所述下伸缩机构的活动部上；所述上矫形组件位于所述下矫形组件的上方；[0008] 其中，所述电机、所述编码器、所述上激光传感器、所述下激光传感器、所述上伸缩机构和所述下伸缩机构分别与所述处理器电连接。[0009] 进一步的，所述上矫形板和所述下矫形板均为圆弧形板。[0010] 进一步的，所述上矫形板和所述下矫形板均为半圆弧状板。[0011] 进一步的，所述支撑平台上设置有支撑架，所述上伸缩机构和所述下伸缩机构设置在所述支撑架上。[0012] 进一步的，所述支撑平台上设置有轴套，所述主轴可转动地设置在所述轴套中。[0013] 本发明还提供一种上述风机叶轮静平衡检测修正设备的使用方法，包括：将待测量的叶轮安装在主轴上，电机驱动主轴转动以带动叶轮转动；在叶轮上外凸的轮廓被激光传感器检测到后，通过编码器记录叶轮的转动角度，然后，电机驱动转轴以使得叶轮上外凸的轮廓转动到矫形板模块处，矫形板模块通过上矫形板和/或下矫形板对叶轮上外凸的轮廓进行挤压矫形；重复上述操作直至叶轮的外轮廓未被激光传感器检测到。[0014] 本发明提供的风机叶轮静平衡检测修正设备，通过将待检测的叶轮安装在主轴上，并由电机可以驱动主轴转动以带动叶轮转动，对于合格叶轮由于外形保持较为规整的圆形结构，叶轮转动过程中不会触发激光传感器；而对于变形的叶轮，叶轮外凸出的轮廓转动过程中会进入到激光传感器的检测区域中，激光传感器检测到后利用编码器便可以记录外凸的轮廓的位置，进而驱动主轴转动使得外凸轮廓与矫形板相对布置，伸缩机构驱动矫形板挤压外凸的轮廓最终达到自动矫形的目的，实现通过风机叶轮静平衡检测修正设备自动检测叶轮的外形并完成自动矫形，进而简化工人的劳动强度。附图说明[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0016] 图1为本发明风机叶轮静平衡检测修正设备实施例的结构示意图之一；[0017] 图2为本发明风机叶轮静平衡检测修正设备实施例的结构示意图之二；[0018] 图3为本发明风机叶轮静平衡检测修正设备实施例的剖视图。[0019] 附图标记：[0020] 支撑平台1；[0021] 支撑架11、轴套12；[0022] 电机2；[0023] 编码器3；[0024] 主轴4；[0025] 检测模块5；[0026] 上激光传感器51、下激光传感器52；[0027] 矫形板模块6；[0028] 上矫形组件61、下矫形组件62；[0029] 上伸缩机构611、上矫形板612、下伸缩机构621和下矫形板622；[0030] 叶轮100。具体实施方式[0031] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0032] 如图1?图3所示，本实施例风机叶轮静平衡检测修正设备，包括：支撑平台1、电机2、编码器3、主轴4、检测模块5、矫形板模块6和处理器(未标记)；

[0033] 所述主轴可转动地设置在所述支撑平台上，所述电机用于驱动所述主轴转动，所述编码器连接在所述主轴上；[0034] 所述检测模块设置在所述支撑平台上并位于所述主轴的一侧，所述检测模块包括上激光传感器51和下激光传感器52，所述上激光传感器布置在所述下激光传感器的上方；[0035] 所述矫形板模块设置在所述支撑平台上并位于所述主轴的一侧，所述矫形板模块包括上矫形组件61和下矫形组件62，所述上矫形组件包括上伸缩机构611和上矫形板612，所述上伸缩机构横向布置，所述上矫形板设置在所述上伸缩机构的活动部上；所述下矫形组件包括下伸缩机构621和下矫形板622，所述下伸缩机构横向布置，所述下矫形板设置在所述下伸缩机构的活动部上；所述上矫形组件位于所述下矫形组件的上方；[0036] 其中，所述电机、所述编码器、所述上激光传感器、所述下激光传感器、所述上伸缩机构和所述下伸缩机构分别与所述处理器电连接。[0037] 具体而言，在实际使用过程中，风机的叶轮100安装在所述主轴上，所述支撑平台底部安装的所述电机能驱动所述主轴转动，进而利用所述主轴带动所述叶轮转动。所述叶轮在转动过程中，所述叶轮如果不平衡，一般情况下是由于所述叶轮变形造成的，体现在所述叶轮的边缘出现局部的凸出。而所述叶轮转动过程中，凸出的外轮廓则会进入到所述激光传感器的检测范围，进而利用所述激光传感器检测到所述叶轮外凸的部位，同时，所述编码器还将及时的记录所述叶轮的转动角度。[0038] 而在风机的叶轮100转动一周后，便可以获得所述叶轮边缘外凸的位置，进而在通过所述电机驱动所述主轴带动所述叶轮转动一定的角度，以使得所述叶轮外凸的部位朝向矫形组件。[0039] 对于所述叶轮上部形成外凸轮廓的情况下，所述上矫形板由所述上伸缩机构驱动靠近上部外凸的轮廓并进行挤压，以完成矫形操作；同样的，对于所述叶轮下部形成外凸轮廓的情况下，所述下矫形板由所述下伸缩机构驱动靠近上部外凸的轮廓并进行挤压，以完成矫形操作。[0040] 而所述处理器为核心计算和信息处理部位，主时钟频率应远高于所述编码器的采样频率，处理器通过脉冲信号传送至电机驱动，所述电机按照指定的方向和速度转动，所述编码器将信息传送至所述处理器，以便对所述电机转速和位置进行监控和纠正。激光传感器包括发射部分控制电路和接收部分控制电路，发射部分在系统工作开始时运行，接收部分在系统判断中应用，具体应用过程在软件部分中给出。伸缩机构由处理器直接控制，在指定位置动作，执行所述叶轮修订动作。[0041] 而在实际操作过程中，对于所述叶轮转动一周后检测出的外凸的轮廓进行逐一矫形后，所述电机将通过所述主轴带动所述叶轮再进行转动，以完成第二次检测，同样的，针对检测出的外凸轮廓进行对应的矫形操作。重复进行上述操作直至激光传感器检测不到所述叶轮为止，此时，所述叶轮便可以达到较好的动平衡状态。[0042] 通过风机叶轮静平衡检测修正设备完成所述叶轮静平衡全自动检测及修正，代替人工操作，提高检修精准度，提高检修效率。[0043] 其中，对于所述上矫形板和所述下矫形板的具体结构，可以采用圆弧形板，利用圆弧形板的弧度来满足所述叶轮外周圈有效矫形的要求。优选地，所述上矫形板和所述下矫形板均为半圆弧状板，运用半圆弧状板完成所述叶轮的修正，所述叶轮受力均匀，修正位置精准。[0044] 另外，对于所述上伸缩机构和所述下伸缩机构而言，其可以采用电动液压执行机构来驱动矫形板往复移动，以准确的控制矫形板的移动距离，进而达到准确矫形的目的。[0045] 进一步的，所述支撑平台上设置有支撑架11，所述上伸缩机构和所述下伸缩机构设置在所述支撑架上。[0046] 具体的，由于伸缩机构需要推动矫形板靠近所述叶轮以对所述叶轮进行挤压矫形，为此，需要对伸缩机构进行良好的支撑，而通过在所述支撑平台上配置竖向布置的所述支撑架，利用所述支撑架对伸缩机构进行支撑，以确保矫形板能够平稳的对所述叶轮施加压力进行矫形。[0047] 更进一步的，所述支撑平台上设置有轴套12，所述主轴可转动地设置在所述轴套中。具体的，所述轴套用于安装所述主轴，以使得所述主轴能够稳固的支撑所述叶轮，同时，在利用所述矫形板模块进行矫形时，利用所述轴套配合所述主轴，以确保在矫形过程中，通过所述主轴能够牢固稳定支撑住所述叶轮。[0048] 本发明还提供一种上述风机叶轮静平衡检测修正设备的使用方法，包括：将待测量的叶轮安装在主轴上，电机驱动主轴转动以带动叶轮转动；在叶轮上外凸的轮廓被激光传感器检测到后，通过编码器记录叶轮的转动角度，然后，电机驱动转轴以使得叶轮上外凸的轮廓转动到矫形板模块处，矫形板模块通过上矫形板和/或下矫形板对叶轮上外凸的轮廓进行挤压矫形；重复上述操作直至叶轮的外轮廓未被激光传感器检测到。[0049] 具体的，在实际控制过程中，[0050] 开启阶段。在初始状态，如果激光传感器被遮挡，系统不进入检测状态，处理器发送驱动信号，使电机转动，直至激光传感器不被遮挡，即传感器接收端接收到信号。[0051] 检测阶段。处理器同时发送驱动信号和激光采集信号，电机按照处理器预先设定的速度旋转一个周期，处理器自身发出信号与编码器返回值进行对比，处理器比对两个数值，确保正常旋转并修订旋转速度和周期，避免产生偏差，完成叶轮完整旋转周期。当工件有凸起不均匀情况下，会挡住激光路径，处理器采集激光传感器接收信号时刻的角度和不能接收信号时刻的角度，角度中间值为叶轮凸起部位。设定三个数据集A、B、M，A数据集为接收到激光信号时刻的角度值，B为不能接收到激光信号时刻的角度值，M为工件突出部位中心角度值。突出角度计算公式为：其中，mn∈M，an∈A，bn∈B。[0052] 当数据集M为零时，说明所述叶轮合格，即可取下所述叶轮，进行下一个工件的检测。[0053] 如果M中函数非零数值，说明有突出部位，处理器将控制电机旋转叶轮，根据记录角度将叶轮突出部位旋转至电动液压执行机构处，电机停止旋转，并进行液压调整过程。直到将所有突出部位按压后，完成第一次修订。[0054] 第一个周期完成后，进入第二周的检测过程，循环上述的检测步骤，直至叶轮检测合格，即M所含数据集为0。[0055] 本发明提供的风机叶轮静平衡检测修正设备，通过将待检测的叶轮安装在主轴上，并由电机可以驱动主轴转动以带动叶轮转动，对于合格叶轮由于外形保持较为规整的圆形结构，叶轮转动过程中不会触发激光传感器；而对于变形的叶轮，叶轮外凸出的轮廓转动过程中会进入到激光传感器的检测区域中，激光传感器检测到后利用编码器便可以记录外凸的轮廓的位置，进而驱动主轴转动使得外凸轮廓与矫形板相对布置，伸缩机构驱动矫形板挤压外凸的轮廓最终达到自动矫形的目的，实现通过风机叶轮静平衡检测修正设备自动检测叶轮的外形并完成自动矫形，进而简化工人的劳动强度。[0056] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。