專利名稱：用于修正永久性標(biāo)定的方法以及測(cè)力式平衡機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于修正測(cè)力式平衡機(jī)的依據(jù)經(jīng)驗(yàn)推斷的永久性標(biāo)定的方法以及一種使用所述方法的測(cè)力式平衡機(jī)。
背景技術(shù)：
在所有的平衡機(jī)中，不平衡量與振動(dòng)之間的關(guān)系，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)都是通過標(biāo)定來確定的。在低于臨界點(diǎn)的區(qū)域中測(cè)量不平衡量時(shí)，會(huì)為此應(yīng)用測(cè)力式平衡機(jī)，慣性力與彈力相t匕，可忽略不計(jì)，因此在測(cè)量不平衡量時(shí)，與轉(zhuǎn)子支承有關(guān)的轉(zhuǎn)子自身的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及重心位置，仍然可以不予考慮。因此，硬測(cè)力式平衡機(jī)的永久性標(biāo)定可以與所放入的轉(zhuǎn)子的機(jī)械性能無關(guān)。僅僅將支承架的剛度和轉(zhuǎn)速納入測(cè)量不平衡量的參數(shù)中。因?yàn)閯偠仁且环N在一般情況下很少發(fā)生變化的機(jī)器參數(shù)，所以利用這種機(jī)器可以始終以同樣的方式與轉(zhuǎn)子無關(guān)地完成不平衡量的測(cè)量。因此稱為永久性標(biāo)定。在測(cè)力式平衡機(jī)中，通過應(yīng)用永久性標(biāo)定，就可以與轉(zhuǎn)子無關(guān)地在一個(gè)測(cè)量流程中完成不平衡量的測(cè)量。與對(duì)于每一類轉(zhuǎn)子都必須重新標(biāo)定，即意味著測(cè)量一次不平衡量要耗費(fèi)三個(gè)測(cè)量流程的測(cè)量位移的機(jī)器相比，是有利的。兩種機(jī)器類型之間在物理學(xué)上的區(qū)別在于，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與機(jī)器固有頻率的比值。低于臨界點(diǎn)運(yùn)行的機(jī)器被歸入測(cè)力式且被稱為硬平衡機(jī)，超出臨界點(diǎn)運(yùn)行的機(jī)器被歸入測(cè)位移式且被稱為軟平衡機(jī)。兩種機(jī)器類型之間的轉(zhuǎn)變，不是固定不變的。硬測(cè)力式平衡機(jī)運(yùn)行得越快，它的測(cè)力性能損失得越多，與轉(zhuǎn)子無關(guān)的永久性標(biāo)定的可能性因而也失去得越多。如果在較高的轉(zhuǎn)速時(shí)仍然以永久性標(biāo)定運(yùn)行，則會(huì)由于接近臨界的共振轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生與機(jī)器和轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)特性有關(guān)的系統(tǒng)性測(cè)量誤差。相對(duì)測(cè)量誤差約為轉(zhuǎn)速與固有頻率的頻率比的平方。因此，為每臺(tái)永久性標(biāo)定的機(jī)器規(guī)定了一個(gè)由轉(zhuǎn)子質(zhì)量G和轉(zhuǎn)速n計(jì)算所得且不得超出的所謂的Gn2極限值，作為具有〈10%的相對(duì)測(cè)量誤差的極限值。所述極限值相當(dāng)于共振近似值的三分之一。如果轉(zhuǎn)子質(zhì)量與最大測(cè)量轉(zhuǎn)速的平方的乘積大于所規(guī)定的Gn2極限值，則會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差；永久性標(biāo)定不再有效。從DE4028656A1中公知一種方法，其目的是，對(duì)在永久性標(biāo)定的測(cè)力式平衡機(jī)中過大的接近于共振轉(zhuǎn)速的值以及由此造成的測(cè)量結(jié)果的失真加以識(shí)別。在此，在進(jìn)行不平衡量的測(cè)量過程中將獲得至少三個(gè)在不同測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí)的不平衡量測(cè)量值，求值電路從所述測(cè)量值中構(gòu)成至少兩個(gè)在轉(zhuǎn)速上相鄰的不平衡量測(cè)量值的差值。一旦求值電路斷定，相鄰的較高的測(cè)量轉(zhuǎn)速之間的差值，在比例上大于相鄰的較低的測(cè)量轉(zhuǎn)速之間的差值，則確定共振放大系數(shù)且使之信號(hào)化。此外，從CN102175394A中公知一種用于永久性標(biāo)定具有軟支承的平衡機(jī)的方法，其中由轉(zhuǎn)子支承和被測(cè)量的轉(zhuǎn)子組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，根據(jù)在馬達(dá)加速期間所測(cè)得的角頻率和轉(zhuǎn)子支承的振幅進(jìn)行計(jì)算，而轉(zhuǎn)子質(zhì)量對(duì)振動(dòng)振幅的影響，通過圖像加以說明，并且消除了轉(zhuǎn)子的質(zhì)量和轉(zhuǎn)速對(duì)標(biāo)定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種方法，所述方法能夠修正永久性標(biāo)定的系統(tǒng)性測(cè)量誤差，并且在測(cè)力式平衡機(jī)中，對(duì)于較高的Gn2值以及相應(yīng)較大的接近于共振頻率的近似值都能夠進(jìn)行滿足要求的測(cè)量。在按照本發(fā)明的方法中，從支承在平衡機(jī)中的待平衡的轉(zhuǎn)子的質(zhì)量、支承架的共振質(zhì)量、支承架的剛度以及支承架的轉(zhuǎn)子支承的間距中，計(jì)算出待平衡的轉(zhuǎn)子在平移方向和回轉(zhuǎn)方向上的固有頻率。所述平移方向相當(dāng)于平衡機(jī)的測(cè)量接收裝置的測(cè)量方向，而回轉(zhuǎn)方向是圍繞與測(cè)量接收裝置的測(cè)量方向和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸垂直的軸線旋轉(zhuǎn)的。從轉(zhuǎn)子的固有頻率和角頻率中計(jì)算出頻率響應(yīng)且添加給永久性標(biāo)定。按照本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，顯著地拓寬了硬測(cè)力式平衡機(jī)的應(yīng)用范圍，并且借助于所述測(cè)力式平衡機(jī)可以在同樣的測(cè)量誤差下，對(duì)例如處于高出2至3級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行測(cè)量。本方法便于實(shí)施且耗時(shí)很少。除了轉(zhuǎn)速外，只需要機(jī)器參數(shù)和待平衡的這類轉(zhuǎn)子的質(zhì)量，就可以進(jìn)行用于修正永久性標(biāo)定的計(jì)算。機(jī)器參數(shù)只須確定一次，就可以保存在存儲(chǔ)器中供所有的用途使用且從該存儲(chǔ)器中取出。實(shí)際上，因而只須確定每個(gè)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量，這可以從幾何參數(shù)以及材料參數(shù)中獲取，或者通過對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行稱重而獲得。還可以在平衡機(jī)的轉(zhuǎn)子支承上布設(shè)測(cè)力單元，以便對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行稱重。


圖1表示用于測(cè)量具有質(zhì)量mK的轉(zhuǎn)子，例如一種軸的不平衡量的硬測(cè)力式平衡機(jī)的構(gòu)造原理圖。
具體實(shí)施例方式接下來根據(jù)附圖中示出的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。附圖表示用于測(cè)量具有質(zhì)量1%的轉(zhuǎn)子2，例如一種軸的不平衡量的硬測(cè)力式平衡機(jī)I的構(gòu)造原理圖。所述轉(zhuǎn)子2可旋轉(zhuǎn)地支承在具有剛度c和共振質(zhì)量Ms的彈性支承架3上，且可通過電動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置4可旋轉(zhuǎn)地加以驅(qū)動(dòng)。所述驅(qū)動(dòng)裝置4與用于預(yù)先規(guī)定和調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速的控制設(shè)備5連接。角頻率傳感器6對(duì)轉(zhuǎn)子的角頻率Q進(jìn)行檢測(cè)且傳輸給進(jìn)行信號(hào)處理和信號(hào)求值的設(shè)備。在支承架3上，為每個(gè)支承平面安裝了測(cè)量接收裝置8，所述測(cè)量接收裝置8例如借助于活動(dòng)線圈，檢測(cè)轉(zhuǎn)子2對(duì)支承架3在規(guī)定方向上的力作用。支承平面的間距用L表示。測(cè)量接收裝置8通過導(dǎo)線9、而角頻率傳感器6通過導(dǎo)線7與進(jìn)行信號(hào)處理的設(shè)備10連接。所述設(shè)備10對(duì)傳感器6，8的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行放大且使之?dāng)?shù)字化，并且隨后傳送到求值裝置11上，所述求值裝置11包括被編程用于進(jìn)行信號(hào)求值的電子計(jì)算機(jī)12和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15，且與輸入設(shè)備13連接。轉(zhuǎn)子特有的數(shù)據(jù)，如尺寸和形狀參數(shù)，機(jī)器特有的數(shù)據(jù)，如共振的質(zhì)量和支承架的剛度，以及支承特有的數(shù)據(jù)，如間距和支承及平衡平面的位置，通過所述輸入設(shè)備13被輸送給求值裝置11且被保存用于計(jì)算。求值裝置11從所接收到的傳感器6、8的測(cè)量信號(hào)以及預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)中，按照數(shù)量和方向計(jì)算出一個(gè)或者多個(gè)待平衡的不平衡值。求值計(jì)算的結(jié)果，在與計(jì)算機(jī)12連接的顯示屏14上可見。平衡機(jī)的轉(zhuǎn)子支架是一種能振動(dòng)的系統(tǒng)，其動(dòng)力學(xué)的初始近似值可通過一種具有不平衡激勵(lì)的單質(zhì)量振動(dòng)器模型加以描述。在此，U表示不平衡量，m表示質(zhì)量，C表示彈簧剛度，Q表示旋轉(zhuǎn)的角頻率以及n表示頻率比
權(quán)利要求
1.一種用于修正測(cè)力式平衡機(jī)(I)的依據(jù)經(jīng)驗(yàn)推斷的永久性標(biāo)定的方法，其特征在于，從支承在所述平衡機(jī)(I)中的待平衡轉(zhuǎn)子(2)的質(zhì)量(mK)、支承架(3)的共振質(zhì)量(Ms)、支承架(3)的剛度(c)以及轉(zhuǎn)子支承的間距(L)中，計(jì)算出待平衡轉(zhuǎn)子(2)在與測(cè)量接收裝置(8)的測(cè)量方向相當(dāng)?shù)钠揭品较蛏弦约霸趪@與所述測(cè)量方向和轉(zhuǎn)子(2)的旋轉(zhuǎn)軸垂直的軸線回轉(zhuǎn)的方向上的固有頻率(《1、《2)，且將從轉(zhuǎn)子(2)的固有頻率(《1、《2)和角頻率(Q)中計(jì)算出的頻率響應(yīng)添加給永久性標(biāo)定。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將永久性標(biāo)定設(shè)定成標(biāo)定矩陣(P)的形式，且借助于描述頻率響應(yīng)的修正矩陣(H)，按照公式i^—1 =2—1ZZgi3-1對(duì)修正的永久性標(biāo)定矩陣(Pk)進(jìn)行結(jié)算，其中
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，修正矩陣按照下列公式計(jì)算:
4.一種具有彈性支承架(3)的測(cè)力式平衡機(jī)(I)，在所述彈性支承架(3)上裝有用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子(2)對(duì)支承架(3)的力作用的測(cè)量接收裝置(8)，所述測(cè)力式平衡機(jī)(I)具有檢測(cè)轉(zhuǎn)子⑵的角頻率(⑴的角頻率傳感器(6)以及求值裝置(11)，所述求值裝置(11)為了對(duì)信號(hào)進(jìn)行求值而具有以依據(jù)經(jīng)驗(yàn)推斷的永久性標(biāo)定來編程的電子計(jì)算機(jī)(12)以及包含依據(jù)經(jīng)驗(yàn)推斷的機(jī)器參數(shù)，剛度(c)和共振質(zhì)量(Ms)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其特征在于，所述電子計(jì)算機(jī)(12)具有按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法所述的用于修正依據(jù)經(jīng)驗(yàn)推斷的永久性標(biāo)定的程序。
全文摘要
在測(cè)力式平衡機(jī)(1)中，要對(duì)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)推斷的永久性標(biāo)定進(jìn)行修正，為此，從支承在所述平衡機(jī)(1)中的待平衡轉(zhuǎn)子(2)的質(zhì)量(mR)、支承架(3)的共振質(zhì)量(Ms)、支承架(3)的剛度(c)以及轉(zhuǎn)子支承的間距(L)中計(jì)算出待平衡轉(zhuǎn)子(2)在平移方向上的固有頻率(ω1)和在回轉(zhuǎn)方向上的固有頻率(ω2)，且將從轉(zhuǎn)子(2)的固有頻率(ω1、ω2)和角頻率(Ω)中計(jì)算出的頻率響應(yīng)添加給永久性標(biāo)定。
文檔編號(hào)G01M1/16GK103217254SQ201310027069
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月23日
發(fā)明者K.特魯肯穆勒 申請(qǐng)人:申克羅泰克有限責(zé)任公司