用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的設(shè)備，例如，傳動(dòng)軸。具體地講，但非排他性地，本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的設(shè)備，該轉(zhuǎn)子在其相反端沒(méi)有任何關(guān)節(jié)連接，例如，萬(wàn)向節(jié)等。
【背景技術(shù)】
[0002]傳動(dòng)軸，并且更普通地，轉(zhuǎn)子，可以由首尾對(duì)齊地連接在一起的單個(gè)轉(zhuǎn)子部分或多個(gè)轉(zhuǎn)子部分形成。由多個(gè)轉(zhuǎn)子部分形成的轉(zhuǎn)子可以包括兩個(gè)或三個(gè)這種部分，并且不太常見地可以包括四個(gè)部分。
[0003]通常在轉(zhuǎn)子上進(jìn)行平衡以克服或減小“不平衡”的問(wèn)題一一轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸周圍不均勻的質(zhì)量分布。當(dāng)轉(zhuǎn)子的慣性軸與其旋轉(zhuǎn)中心軸偏離時(shí)就產(chǎn)生不平衡，這是由于轉(zhuǎn)子的質(zhì)量未圍繞其中心軸均勻分布。不平衡的轉(zhuǎn)子可能在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生引起振動(dòng)的力矩。
[0004]使用兩個(gè)平衡面使單個(gè)轉(zhuǎn)子平衡是已知的。每個(gè)平衡面是與轉(zhuǎn)子軸基本上垂直設(shè)置的平面。當(dāng)使多個(gè)轉(zhuǎn)子平衡時(shí)，平衡是在在附加的平衡面上進(jìn)行的:可以使兩個(gè)轉(zhuǎn)子在三個(gè)平面上平衡，可以使三個(gè)轉(zhuǎn)子在四個(gè)平面上平衡，并且可以使四個(gè)轉(zhuǎn)子在五個(gè)平面上平衡。
[0005]通常通過(guò)在轉(zhuǎn)子上焊接平衡配重來(lái)進(jìn)行平衡校正。轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)有能夠?qū)?yīng)于平衡面的數(shù)量增加平衡配重的區(qū)域，該區(qū)域通常在每個(gè)轉(zhuǎn)子部分的端部附近。
[0006]用于校正不平衡的機(jī)構(gòu)通常是自動(dòng)化的，平衡配重在沿著每個(gè)平面的轉(zhuǎn)子軸的設(shè)置位置處附接(例如，焊接)在轉(zhuǎn)子上特定的平衡區(qū)內(nèi)。一旦所有平面的配重(在需要時(shí))施加在轉(zhuǎn)子上，通過(guò)使用相同的方法再次測(cè)量轉(zhuǎn)子不平衡度。如果在任何平面中測(cè)量的不平衡度處在預(yù)定的公差閾值之外，那么在對(duì)應(yīng)的平衡區(qū)內(nèi)進(jìn)行校正的第二步。
[0007]為了執(zhí)行平衡過(guò)程，將轉(zhuǎn)子裝載到包括用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的設(shè)備的平衡機(jī)器中。轉(zhuǎn)子的每端位于對(duì)應(yīng)的安裝設(shè)備中，安裝設(shè)備包括卡盤以固定轉(zhuǎn)子的那端。安裝設(shè)備由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)以便傳輸扭矩到轉(zhuǎn)子。為了在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測(cè)量轉(zhuǎn)子的不平衡度，必須允許轉(zhuǎn)子在平衡機(jī)器內(nèi)某種程度的運(yùn)動(dòng)一一如果不允許轉(zhuǎn)子撓曲，就無(wú)法有效地檢測(cè)轉(zhuǎn)子中的任何不平衡度(如果真的存在的話)。已知的平衡機(jī)器通過(guò)在每個(gè)卡盤處提供一定程度的間隙度來(lái)嘗試解決這個(gè)問(wèn)題，以使轉(zhuǎn)子能相對(duì)于卡盤稍微徑向運(yùn)動(dòng)。然而，這引起平衡可重復(fù)性問(wèn)題，因?yàn)闊o(wú)法精確測(cè)量轉(zhuǎn)子端部的徑向運(yùn)動(dòng)，并且因此在不平衡測(cè)試期間未納入考慮。替代方法是通過(guò)在卡盤與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間提供球窩接頭來(lái)允許一定程度的關(guān)節(jié)活動(dòng)。然而，這種構(gòu)造不允許轉(zhuǎn)子相對(duì)于卡盤任何程度的軸向運(yùn)動(dòng)，除非在轉(zhuǎn)子與卡盤之間有間隙，即，滑動(dòng)配合，并且因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的自然撓曲。這限制了能夠測(cè)量不平衡的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的一主題，我們提供了一種用于轉(zhuǎn)子的安裝設(shè)備，其包括:用于連接至驅(qū)動(dòng)裝置的第一部分，用于圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；第二部分，包括設(shè)置為接合轉(zhuǎn)子的一部分以便相對(duì)于其握持該轉(zhuǎn)子的安裝組件，被構(gòu)造成圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；以及連接構(gòu)件，其將第一部分連接至第二部分以使得第一部分的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)影響第二部分圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中，連接構(gòu)件基本上被構(gòu)造成防止第二部分相對(duì)于第一部分的徑向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使第一旋轉(zhuǎn)軸能夠相對(duì)于第二旋轉(zhuǎn)軸傾斜。
[0009]所附權(quán)利要求書中描述了本發(fā)明的第該主題的其他特征。
【附圖說(shuō)明】
[0010]在此參照以下附圖僅示例性地描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中:
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的設(shè)備中支撐的轉(zhuǎn)子的示意圖；
[0012]圖2、圖3和圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括內(nèi)凹的花鍵驅(qū)動(dòng)器的安裝設(shè)備的相應(yīng)的剖視圖、正視圖和透視圖；并且
[0013]圖5、圖6和圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括凸出的花鍵驅(qū)動(dòng)器的安裝設(shè)備的相應(yīng)的剖視圖、正視圖和透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1示出了在平衡時(shí)將支撐在平衡機(jī)器(未示出)中的轉(zhuǎn)子10。該轉(zhuǎn)子可以是任何合適的類型，如本領(lǐng)域所熟知的，例如包括主動(dòng)軸和中間軸的傳動(dòng)軸。然而，本發(fā)明主要設(shè)計(jì)成與單個(gè)轉(zhuǎn)子一起使用，即，在其相反端沒(méi)有任何如萬(wàn)向接頭等的關(guān)節(jié)連接的轉(zhuǎn)子。在本實(shí)例中，轉(zhuǎn)子具有花鍵端部10a、10b。
[0015]這種平衡機(jī)器包括用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子10的設(shè)備，其包括用于通過(guò)支撐轉(zhuǎn)子12的相反端來(lái)安裝轉(zhuǎn)子10的第一安裝設(shè)備12和第二安裝設(shè)備14。平衡機(jī)器是可操作的，以通過(guò)經(jīng)由安裝設(shè)備12、14與一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)和相應(yīng)的齒輪一起，在其一端或兩端旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子10來(lái)使轉(zhuǎn)子10圍繞其軸以指定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
[0016]如果轉(zhuǎn)子10包括多個(gè)轉(zhuǎn)子部分(附圖中未示出)，那么兩個(gè)相鄰的轉(zhuǎn)子部分之間的連接件安裝并夾持在位于安裝設(shè)備之間的中央承載支架上，正如本領(lǐng)域所熟知的。
[0017]轉(zhuǎn)子10可以在其一端設(shè)置有內(nèi)凹的凹陷部分，并且在其另一端設(shè)置有突出的凸出部分?？商娲兀D(zhuǎn)子10可以設(shè)置有兩個(gè)內(nèi)凹的部分或兩個(gè)凸出的部分。在本文所述的實(shí)施例中，假設(shè)轉(zhuǎn)子10設(shè)置有凸出的部分和內(nèi)凹的部分，并且因此安裝設(shè)備設(shè)置有用于握持轉(zhuǎn)子的端部的對(duì)應(yīng)的凸出的和內(nèi)凹的花鍵驅(qū)動(dòng)器(即，凸出的花鍵驅(qū)動(dòng)器握持轉(zhuǎn)子10的內(nèi)凹端部，并且內(nèi)凹的花鍵驅(qū)動(dòng)器握持轉(zhuǎn)子10的凸出端部)。設(shè)想其他的組合。轉(zhuǎn)子10可以由一個(gè)或兩個(gè)安裝設(shè)備12、14，從一端或兩端驅(qū)動(dòng)。如果僅從單個(gè)端部驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子10，那么轉(zhuǎn)子的另一端(即，未被驅(qū)動(dòng)的端部)可以包括安裝在花鍵上用于支撐轉(zhuǎn)子10的卡盤。
[0018]如圖2、圖3和圖4所示，安裝設(shè)備100包括第一部分108和第二部分102，該第一部分108用于連接至用于圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置(例如，電動(dòng)機(jī))。第二部分102包括安裝組件102，其設(shè)置為用于與轉(zhuǎn)子10的一部分接合以相對(duì)于其握持轉(zhuǎn)子10，被構(gòu)造成圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。應(yīng)當(dāng)理解，第一軸和第二軸可以彼此成一條直線。這種安裝組件102通常稱為“卡盤”。
[0019]安裝設(shè)備100還包括使第一部分108連接至第二部分102的連接構(gòu)件110。第一部分包括驅(qū)動(dòng)組件。驅(qū)動(dòng)組件108的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由連接構(gòu)件110傳遞到安裝組件102，連接構(gòu)件110基本上是扭轉(zhuǎn)剛性的以便有效地傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)組件108可以由已知的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，例如，通過(guò)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的花鍵的驅(qū)動(dòng)連接，例如，或者直接連接電動(dòng)機(jī)輸出軸。
[0020]安裝組件102包括連接到可撓曲的支撐構(gòu)件136上的多個(gè)握持結(jié)構(gòu)104。每個(gè)握持結(jié)構(gòu)104提供用于鄰接轉(zhuǎn)子10的表面部分的表面(可以是曲面)，每個(gè)握持結(jié)構(gòu)104緊固在支撐構(gòu)件136上。支撐構(gòu)件136的外周也緊固在連接構(gòu)件110的內(nèi)環(huán)116上。連接構(gòu)件110基本上構(gòu)造成防止第二部分(S卩，安裝組件102)相對(duì)于第一部分(S卩，驅(qū)動(dòng)組件108)的徑向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使得第一旋轉(zhuǎn)軸能夠相對(duì)于第二旋轉(zhuǎn)軸傾斜。
[0021]如附圖所示，驅(qū)動(dòng)組件108包括筒112以及設(shè)置在筒112徑向向內(nèi)的室114，該筒112設(shè)置凹槽以容納安裝組件102的整個(gè)部分或大部分(至少圍繞安裝組件102的周圍)。換言之，安裝組件102基本上容納在驅(qū)動(dòng)組件108的筒112內(nèi)。連接構(gòu)件110穿過(guò)筒112的開放面的一部分設(shè)置，與室108間隔開，以覆蓋安裝組件102的一部分。
[0022]如圖2所示，連接構(gòu)件110包括外環(huán)114以及與外環(huán)114間隔開且同軸的內(nèi)環(huán)116。通過(guò)合適的緊固件，外環(huán)114連接到驅(qū)動(dòng)組件108的筒112上且內(nèi)環(huán)116連接至安裝組件102。連接板110與安裝組件102和驅(qū)動(dòng)組件108之間的連接可以例如分別通過(guò)在每個(gè)對(duì)應(yīng)的環(huán)的周圍間隔開的螺釘來(lái)提供。
[0023]外環(huán)114和內(nèi)環(huán)116通過(guò)在兩個(gè)環(huán)114之間延伸的多個(gè)延伸構(gòu)件118連接。如附圖所示，可以設(shè)置三個(gè)延伸構(gòu)件118?？商娲?，可以設(shè)置兩個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)延伸構(gòu)件118。延伸構(gòu)件118圍繞連接構(gòu)件110的軸周向地彼此均勻間隔開。延伸構(gòu)件118提供徑向剛性以使得在使用期間維持內(nèi)環(huán)116與外環(huán)114之間的間距。以此方式，相對(duì)于驅(qū)動(dòng)組件108徑向地握持安裝組件102。在此位置，安裝組件102和驅(qū)動(dòng)組件108的軸彼此成一條直線并且與安裝在設(shè)備中的轉(zhuǎn)子10的軸成一條直線。
[0024]連接構(gòu)件110的延伸構(gòu)件118之間的間距允許連接構(gòu)件110的平面一定程度的柔性。換言之，連接構(gòu)件110的“面”可以稍微扭曲以便在其直徑上形成S形橫截面，由于施加在連接構(gòu)件110的內(nèi)環(huán)116上的壓力。這種柔性允許連接構(gòu)件110充當(dāng)萬(wàn)向節(jié)連接，使得安裝組件102的中心軸可以從其與驅(qū)動(dòng)組件108的中心軸成一條直線偏離，例如，傾斜。以此方式，連接構(gòu)件110基本上被構(gòu)造成防止安裝設(shè)備100的第一部分108和第二部分102之間的相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)，但是其柔性使安裝組件102的旋轉(zhuǎn)軸(S卩，第二軸)能夠相對(duì)于驅(qū)動(dòng)組件108的旋轉(zhuǎn)軸(即，第一軸)傾斜。具體地講，連接構(gòu)件110防止第二部分102在握持結(jié)構(gòu)104握持轉(zhuǎn)子10的平面(在圖示的實(shí)施例中，基本上是連接構(gòu)件110的平面)上相對(duì)于第一部分108的徑向運(yùn)動(dòng)。
[0025]通過(guò)設(shè)置周向均勻間隔開的奇數(shù)個(gè)延伸構(gòu)件118，允許連接構(gòu)件110更大的柔性，由于沒(méi)有兩個(gè)延伸構(gòu)件118在直徑上直接彼此相對(duì)，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致與此直徑垂直的相反柔性。當(dāng)然，如上所述，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下仍然可以使用偶數(shù)數(shù)量的延伸構(gòu)件。
[0026]當(dāng)轉(zhuǎn)子10安裝在設(shè)備中并且由驅(qū)動(dòng)組件108驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子10的不平衡，轉(zhuǎn)子10可能從其所需的旋轉(zhuǎn)軸偏離，而轉(zhuǎn)子的不平衡是由其質(zhì)量沿著其長(zhǎng)度的一個(gè)或多個(gè)位置的不均勻軸向分布