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汽车发电机出租转子自动动平衡机的设计


汽车发电机转子自动动平衡机的设计杨光极去重的线性规划理论、动平衡解耦原理)进行了详细的讨论,其研究结论可供动平衡专机设计研究者。
由于缠绕着漆包线以及毛坯质量、机械加工精度等原因,汽车发电机出租转子在装配后是动不平衡的。
汽车发电机的转速越来越高,要求对转子进行动平衡加工。传统的人工去重方法是在测试机上反复多次进行动平衡测量,然后再进行人工钻削去重,生产效率和平衡精度都很低,不能适应大批量生产的要求。作者曾参加过多台汽车发电机转子自动去重动平衡机的研制,这些设备都通过了厂家生产线上的实践考验。
汽车发电机出租转子自动动平衡机的设计
2整机总体设计概述本设备由测试机和去重机两工位组成,用工业控制机控制(见)。待加工转子先在测试工位进行测试,其动不平衡信息(重径积Pr值的大小和相位)自动输入到计算机,然后再将转子放到去重工位,计算机将控制去重机对转子进行去重加工,使其达到动平衡。
中文显示器个动平衡控制电柜*自动测试机(工业控制机)*去重机测试与去重两工位为自动去重机的结构原理图,工件(转子)由步进电机控制,发电机出租将应去重部位旋转到钻削位置。去重加工由钻削头完成,其进给量也由步进电机控制使钻头切肖S度恰好等于应去重量6.液压:计算机要根据测试机测出的需要去重的重径积来控制去重机的钻削深度。由于被去重转子肩部(所示)的麻花钻接触部分是由复杂的几何形状组成,精确积分计算十分困难。现采用分段包容的近似计算方法,不仅计算精度高,而且计算工作量足工程实践的要求。
4爪极肩部最优化去重分配为了不影响产品的技术性能,汽车发电机转子在爪极肩部可去重的质量是有一定的限制的,如某种型号的发电机在每一个爪极肩部只能钻一个柯0mm的孔,且钻削深度最大不得超过6mn.如所示,以左、右任一去重平面为例,现有不平衡重径积Pr的相位离基准线为a.分两种情况讨论:为钻头切入工件某一阶段的情况。刀具去除材料由尸1、尸2、尸3三部分组成,其中尸1、尸2部分由简单几何体圆锥和圆柱体组成,可精确计算其体积及其形心位置。P3部分由肩部锥形环带、圆柱面、和平面三部分组成,积分计算相当复杂,但注意P3系刀具圆柱体部分切入所去掉的质量。P3质量必大于以ABCD截面为轴截面的圆台质量而小于以CDEF截面为轴截面的圆柱体质量,即:设钻头直径为2r,肩部倒角尺寸为2a圆台高度为h3,P3质心的回转半径为r3,则有:圆柱体质量P3max=兀厂2办3尸圆台体质量p为比质量。P3的质心取圆柱体质心和圆台体质心的平均值则:该钻削阶段的计算重径积:显而易见以上阶段的重径积计算的误差完全来源于P3和r3的计算误差,此阶段重径积的绝对误差可用下公式估计:以上仅是钻头切削到某一位置的重径积计算,钻削到其它位置的计算原理与此相同。通过对几个工程实例具体计算,其结果证明各钻头切削位置P*爪极去重分配原理图按照各爪极的编号,可见能在1、2两个爪极上进行去重平衡。设Pri、Pr2为该两爪极上去除材料的重径积,则有:其中Pr允是指钻削深度达6mm时,钻头极限去重材料的重径积。
42三孔重径积计算若式(5)的不等式不能成立,即Pr值较大,2个爪极去重受钻削深度限制,不能满足去重要求,应考虑在3个爪极上去重平衡。在3个爪极上去重的方案有无数个。发电机出租为了使去重的工效最高,应考虑以最小的去重量(钻削深度)来达到最大的可平衡量,即可建立以取得最大平衡重径积为目标的目标函数:maxPr且有约束条件:显然上式是一个典型的线形规划问题21,用列表单纯形法,能很快得到各爪极上去重重径积的最优解。以上计算是以6爪的转子为例的,注意例中值的计算误差均虹八。剪cTd精度完全能满褓嗤心闱大于襄时去的爪极号也应有所变化。对于爪极数多于6个的转子,可去重的爪极更多,将(6)、(7)两式稍加变化仍可求解。可见(6)、()二式具有一般意义。
5动平衡的解耦原理在工程实际中,转子的动平衡测量端面与去重端面常常是不重合的,而且某一端面的不平衡质量将在两个测量端面引起不同的惯性力,这就使得在测量和控制去重之间存在着解耦问题。
动平衡原理图如所示,设PRi、PR2为两测量端面的不平衡质量的重径积矢量,PRi、PR2是它们的大。琍i、心为它们的相位;ri、抒2为两去重端面的重径积矢量,Pri、Pr2为它们的大。?i、02为其相位。令则有:其中:从以上各式可得出:即只要输入/、/1卜/21的大。?刹馐运?玫腜R卜PR2、…、办等值,则可算出在去重端面应去重的重径积Ph、Pb的大小和相位。
为简易求解,用三角函数表示,令:6结论本文讨论了汽车发电机转子自动去重动平衡机的重径积计算模型,对转子各爪极的去重体积进行了优化分配,论述了动平衡的解耦原理。工程实践证明,采用这些方法后,提高了动平衡机的去重平衡精度和生产效率。
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