CN113945322B - 叶轮动平衡自动调整设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空大型叶轮动平衡调整领域，具体公开了一种叶轮动平衡自动调整设备及方法，该设备包括：主轴，支撑座，横向位移组件，距离传感器，包括伺服电机和同步带的输出组件；平衡胶泥自动填充组件，包括用于带动平衡胶泥自动填充组件沿着轴向移动的水平位移机构、安装在水平位移机构输出端的机械手、安装在机械手输出端的转向机构、安装在转向机构输出端的胶泥填充头、断胶机构和抹平机构，底座，用于为输出组件、平衡胶泥自动填充组件提供安装平台。本申请采用全自动的动平衡实测并且进行自动调整的方式加工大型叶轮，降低了人工劳动强度，提高了工作效率，极大的增加了动平衡调整的精准度。

Description

叶轮动平衡自动调整设备及方法

技术领域

本发明涉及航空大型叶轮动平衡调整领域，特别涉及一种叶轮动平衡自动调整设备及方法。

背景技术

航空发动机是各个国家大力研发的高精尖航空部件。大型叶轮是发动机的核心部件，工作时叶轮高速旋转，其稳定性和平衡性对发动机的整机性能有重要的影响，因此叶轮在装机前需要进行严格的动平衡试验，从而对整个发动机系统的性能发挥起到重要作用。

特别是目前随着航空叶轮结构的逐渐优化改进，结构越来越复杂的一体式叶轮开始出现，这些航空叶轮通常存在叶片间隔较小、扭曲大、叶片厚度较薄等特点。这就对航空发动机的叶轮叶片精度、尺寸及整体质量要求越来越高。

在传统的大型叶轮动平衡测试中，通常采用人工对叶轮增加铁块的方式进行调整加重，从而使叶轮重新达到动平衡状态。此种方式需要人工不断的对叶轮的各个偏向方向进行调整，并不断调整单个方位的增重，人工劳动强度大，工作效率低下。此外，具体调节时，操作人员在进行手动配重时难以精确、定量的设置配重铁块的重量，只能够根据经验来大致选择与所需配重接近的配重铁块，且人工安装时，配重块的安装方位也需要通过经验来进行判断，也会产生一定的误差，因此在人工重新配重后依旧容易产生偏差，进而导致叶轮的动平衡性能不达标，影响产品质量。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本申请的一个目的是提供一种叶轮动平衡自动调整设备，解决了人工对叶轮增加铁块的方式进行调整加重的操作方式人工劳动强度大，工作效率低下，且由于操作较为繁琐，很容易出现偏差，导致叶轮的动平衡性能不达标，影响产品质量等问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种叶轮动平衡自动调整设备，包括：

主轴，用于安装被测叶轮；

多个支撑座，沿着所述主轴的轴向间隔设置；

横向位移组件，设置在所述支撑座上且与所述主轴的两端传动连接；

距离传感器，设置在所述支撑座上，用于检测所述主轴沿着垂直于轴向的横向位移量；

输出组件，包括用于提供主轴转动力的伺服电机和将所述伺服电机与所述主轴传动连接的同步带；

平衡胶泥自动填充组件，包括用于带动所述平衡胶泥自动填充组件沿着所述轴向移动的水平位移机构、安装在所述水平位移机构输出端的机械手、安装在所述机械手输出端的转向机构、安装在所述转向机构输出端的胶泥填充头、断胶机构和抹平机构，所述胶泥填充头用于提供胶泥，所述断胶机构用于切断所述胶泥填充头上残留的胶泥，所述抹平机构用于将填充到叶轮上的胶泥抹平；

底座，用于为所述输出组件、平衡胶泥自动填充组件提供安装平台。

在一个优选的实施方式中，所述叶轮动平衡自动调整设备还包括调节机构，所述调节机构包括：位于所述支撑座底部的多个螺纹杆，所述支撑座的底部设置有多个与所述螺纹杆匹配的螺纹孔，每个所述螺纹杆沿着垂直于所述底座平面的方向竖直延伸，且多个螺纹杆沿着垂直于轴向的横向间隔排布。

在一个优选的实施方式中，所述输出组件还包括转轴、从动轮、驱动轮、传送带，所述转轴用于安装所述从动轮，所述驱动轮设置在所述伺服电机的输出端，所述传送带设置在所述驱动轮和所述从动轮之间，所述同步带分别套设在所述从动轮和主轴上，所述伺服电机输出通过所述传动带带动从动轮转动，所述从动轮转动通过所述同步带带动所述主轴转动。

在一个优选的实施方式中，所述输出组件还包括：张紧支架、两个张紧轮、两个滑块和两个第一弹簧，所述张紧支架的顶端固定安装有安装板，所述安装版的内部设置有安装槽，所述张紧轮设置在所述安装版的一侧，所述第一弹簧安装在所述安装槽内，所述滑块可滑动地设置在所述安装槽内，所述第一弹簧的一端与所述安装版的侧壁相固定，另一端与所述滑块相固定，所述滑块沿着所述主轴的轴向连接有连杆，所述张紧轮与所述连杆相轴接，两个所述张紧轮相互靠近的一侧分别与所述同步带传动连接。

在一个优选的实施方式中，还包括调节组件，所述调节组件包括：活塞杆、设置在所述活塞杆两端的连接套和充气气嘴，所述活塞杆水平安装在所述支撑座中，所述连接套固定在所述活塞杆的两端并与所述支撑座固定，所述充气气嘴通过所述连接套于所述活塞杆相连通。

在一个优选的实施方式中，所述调节组件还包括单向阀，所述单向阀包括：阀筒、阀顶、三角固定架、连接杆、第二弹簧和阀球头，所述阀筒与所述阀顶固定连接形成单向阀主体，所述阀筒远离所述阀顶的一端与所述充气气嘴连接，所述阀顶设置有充气孔，所述三角固定架与所述阀顶固定连接，所述连接杆可滑动地设置在所述三角固定架中，所述阀球头固定安装在所述连接杆远离所述三角固定架的一端，所述阀球头的外径大于所述充气孔的孔径，所述第二弹簧套设在所述连接杆上，所述第二弹簧对一端与所述三角固定架固定，另一端与所述连接杆靠近所述阀球头的一端固定。

在一个优选的实施方式中，所述水平位移机构包括：导轨、滑动板、齿条、齿轮和横向位移电机，

所述导轨和所述齿条沿着所述主轴的轴向纵长延伸并固定在所述底座上，

所述滑动板可滑动地设置在所述导轨上；所述机械手固定在所述滑动板上，

所述横向位移电机固定在所述滑动板上，所述横向位移电机的输出端与所述齿轮固定连接，所述齿轮与所述齿条相配合，

所述横向位移电机的输出端带动所述齿轮转动，所述齿轮在与所述齿条的配合下带动所述滑动板沿着所述导轨运动，以带动所述机械手同步运动。

在一个优选的实施方式中，所述断胶机构包括：固定架、旋转电机和断胶切刀，

所述旋转电机的输出轴轴线方向与所述胶泥填充头的输出方向一致；

所述固定架固定安装在所述胶泥填充头上，用于安装所述旋转电机；

所述断胶切刀的端部与所述旋转电机的输出轴固定连接，能旋转地设置在所述胶泥填充头输出端的外侧。

在一个优选的实施方式中，所述抹平机构包括:转动安装架和滚轮，所述转动安装架固定安装在所述转向机构的输出端上；所述滚轮的轴向方向与所述主轴的轴向垂直，所述滚轮的两端与所述转动安装架的两侧侧壁转动连接。

一种基于上述的叶轮动平衡自动调整设备的叶轮动平衡自动调整方法，包括：

将被测叶轮安装在主轴上，再将主轴的两端分别放置在支撑座上；

启动伺服电机，通过输出组件实现叶轮转动的驱动操作；

通过所述距离传感器检测叶轮在转动过程中所述主轴两端的偏移量；

启动平衡胶泥自动填充组件，水平位移机构竖直带动机械手向着叶轮方向运动，胶泥填充头运动至涂胶工位，胶泥填充头喷出胶泥，伺服电机带动叶轮转动至所述偏移量为零；

关闭所述伺服电机，启动断胶机构，将胶泥填充头上的胶泥切断，转向机构输出，胶泥填充头和抹平机构切换工位，启动抹平机构，将胶泥填充头喷出的胶泥压平。

有益效果

与现有技术相比，本申请实施方式中所提供的叶轮动平衡自动调整设备为一种全新的全自动的动平衡实测设备，能以自动调整的方式调制大型叶轮的动平衡性能，降低了人工劳动强度，提高了工作效率，极大的增加了动平衡调整的精准度。进一步的，输出组件中的张紧轮用于防止叶轮动不平衡时使同步带松弛，支撑座用于供主轴的两端搭接，横向位移机构用于供叶轮动不平衡时摆动用，从而通过传感器测量出叶轮的动平衡数值。调节机构用于调节横线位移机构的初始移动压力，通过小型单向阀可以向活塞杆的两端充气，从而控制两端的初始压力，该压力为叶轮动不平衡时所产生的横向振动力。动平衡值测出来之后，通过旁侧设置的平衡胶泥自动填充机构来调整平衡值，最终完成自动化精准高效的调整叶轮动平衡的操作。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动力的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种叶轮动平衡自动调整设备的立体结构示意图一；

图2为本发明提供的一种叶轮动平衡自动调整设备的立体结构示意图二；

图3为本发明提供的一种叶轮动平衡自动调整设备的正视图；

图4为本发明的平衡胶泥自动填充组件立体结构示意图；

图5为本发明的机械手及其上方负载的立体结构示意图；

图6为图5的局部放大图；

图7为本发明的输出组件的立体结构示意图；

图8为本发明输出组件的部分立体分解图；

图9为本发明的横向位移组件和调节机构的立体结构示意图；

图10为本发明的图9的立体分解图；

图11为本发明的单向阀的立体分解图；

图12为本发明的安装板及上方负载的立体分解图。

图13为本发明提供的一种叶轮动平衡自动调整方法的步骤流程图。

附图标记说明：

1、底座；2、主轴；3、支撑座；4、横向位移组件；5、距离传感器；6、调节机构；7、输出组件；8、伺服电机；9、同步带；10、平衡胶泥自动填充组件；11、胶泥填充头；12、安装座；13、水平位移机构；14、机械手；15、转向机构；16、断胶机构；17、抹平机构；18、螺纹杆；19、转轴；20、从动轮；21、驱动轮；22、传动带；23、张紧支架；24、张紧轮；25、滑块；26、第一弹簧；27、活塞杆；28、连接套；29、充气气嘴；30、单向阀；31、阀筒；32、阀顶；33、三角固定架；34、连接杆；35、第二弹簧；36、阀球头；37、阀盖帽；38、导轨；39、滑动板；40、齿条；41、齿轮；42、横向位移电机；43、固定架；44、旋转电机；45、断胶切刀；46、安装架；47、滚轮；48、滑动槽；49、安装板；50、安装槽；51、连杆。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅如图1、图2和图3所示的叶轮动平衡自动调整设备，叶轮动平衡自动调整设备主要包括：底座1、主轴2、支撑座3、横向位移组件4、距离传感器5、调节机构6、输出组件7、平衡胶泥自动填充组件10。

在本实施方式中，底座1用于为整个设备提供安装平台，具体的，该底座1可以呈具有一定厚度的平板状。该底座1上安装有输出组件7、平衡胶泥自动填充组件10等。

支撑座3用于安装主轴，该支撑座3的个数可以为2个。当该支撑座3的个数为两个时，两个支撑座3可以分别竖直安装在靠近底座1的两端。

主轴2用于安装待测的叶轮。主轴2可以通过支撑座3水平设置在底座1的正上方。具体的，主轴2的两端分别位于两个支撑座3的顶端，且主轴2的端部与支撑座3顶端的横向位移组件传动连接。两个支撑座3上均分别固定安装横向位移组件4和距离传感器5。横向位移组件4可以至少部分水平设置在支撑座3的内部。具体的，该横向位移组件4可以包括位于主轴2端部的两个滚轮。距离传感器5固定安装在支撑座3的侧壁上。距离传感器5的检测方向与主轴2轴线方向垂直。调节机构6固定安装在横向位移组件4的两侧。输出组件7上固定安装在底座1上。输出组件7包括：伺服电机8和同步带9。伺服电机8水平固定安装在底座1的顶端，伺服电机8与主轴2通过同步带9传动连接。

两个支撑座3的同侧设有平衡胶泥自动填充组件10。平衡胶泥自动填充组件10能够沿着主轴2轴线方向水平滑动的设置在底座1上方。

平衡胶泥自动填充组件10包括：胶泥填充头11，胶泥填充头11的输出端指向叶轮的待涂胶侧壁，底座1顶端设有两个竖直设置的安装座12，两个支撑座3的底部分别固定安装在两个安装座12的顶端。平衡胶泥自动填充组件10还包括有水平位移机构13、机械手14、转向机构15、断胶机构16和抹平机构17。机械手14竖直固定安装在水平位移机构13的输出端，转向机构15固定安装在机械手14输出端，胶泥填充头11、断胶机构16和抹平机构17均固定安装在转向机构15的输出端，胶泥填充头11和断胶机构16位于转向机构15的同侧。

在对航空大型叶轮进行动平衡实测时，先将叶轮安装在主轴2的中部，将主轴2的两端分别搭设在两个支撑座3上，通过调节机构6调节横向位移组件4的初始移动压力，为叶轮动不平衡时提供横向振动力，输出组件7工作，伺服电机8输出通过同步带9带动主轴2进行转动，主轴2两端在横向位移组件4上转动，主轴2在叶轮动不平衡转动的状态下带动横向位移组件4发生偏移，通过距离传感器5测得该偏移量，再通过平衡胶泥自动填充组件10为叶轮添加平衡胶泥，使得叶轮达到动平衡状态，从而实现叶轮动平衡自动调整功能。

其中，在叶轮动平衡自动调整过程中当距离传感器测得的偏移数值不为零时，表示此时的叶轮处于动不平衡状态。此时可以通过继续添加平衡胶泥的方式，进行测试，直至距离传感器测得的偏移数值为零。

具体的，在自动填胶的过程中，水平位移机构13带动机械手14水平位移。转向机构15用于切换胶泥填充头11、断胶机构16和抹平机构17。胶泥填充头11为叶轮动平衡提供胶泥。断胶机构16用于切断胶泥填充头11上残留的胶泥，及时将残留的胶泥切断可以防止胶泥与胶泥填充头粘连，避免影响胶泥填充效果。抹平机构17用于将填充到叶轮上的胶泥抹平，使胶泥增重平均，从而完成自动充填胶泥操作。其中，该胶泥的材质可以选用能够速干的材质，从而有利于保证自动填胶的顺利进行。整体上，该胶泥填充的方式简单有效，相比于固体填充较为方便，可控性好、精度调节更高。

参照图9所示，为横向位移组件4和调节机构6的立体结构示意图。该横向位移组件4主要包括：与主轴传动配合的一组滚轮。该调节机构可以包括位于支撑座3的底部且竖直设置的螺纹杆18。具体的，该螺纹杆18的个数可以多2个或者为更多个。如图9所示，该螺纹杆18的个数为两个，两个螺纹杆18可以沿着垂直于主轴轴向的横向间隔排布。安装座12的顶部上设有供螺纹杆18安装的螺纹孔。支撑座3和安装座12通过螺栓固定连接。在设备工作前，可以根据所需加工的不同的叶轮大小来调整螺纹杆18的相对高度，从而控制支撑座3相对于安装座12的高度，以便于安装不同大小的叶轮。

参照图7、图8所示的输出组件，其中一个安装座12的侧壁上设有水平设置且能够旋转的转轴19。转轴19用于安装从动轮20，具体的，转轴19靠近叶轮的一侧竖直设有从动轮20。伺服电机8的输出端上竖直设有驱动轮21。驱动轮21和从动轮20之间设有传动带22。传动带22的两端分别套设在驱动轮21和从动轮20上。同步带9的两端分别套设在从动轮20和主轴2上。当输出组件7工作时，伺服电机8输出通过传动带22带动从动轮20转动，从动轮20转动通过同步带9带动主轴2转动，从而完成输出组件7的输出功能。

请结合参照图7、图8和图12所示的输出组件7，该输出组件7需要带动主轴转动，该主轴转动时在没有达到动平衡前，会发生不平衡偏移。具体的，该输出组件7还可以包括：张紧机构。该张紧机构包括：张紧支架23、两个张紧轮24、两个滑块25和两个第一弹簧26。

张紧支架23的顶端水平固定安装有安装板49。安装板49的内部开设有两个水平设置的安装槽50。张紧轮24竖直设置在安装板49的一侧。两个第一弹簧26分别水平安装在两个安装槽50内。两个滑块25能够滑动的设置在两个安装槽50内。第一弹簧26的一端与安装槽50的最外侧侧壁固定连接，第一弹簧26的另一端与对应滑块25的侧壁固定连接。安装板49靠近第一弹簧26的一侧还水平设置有滑动槽48。滑块25靠近滑动槽的一侧水平延伸出连杆51。连杆51的一端与滑块25的侧壁固定连接，连杆51的另一端穿过滑动槽与张紧轮24一侧侧壁中心处轴接。两个张紧轮24相互靠近的一侧分别与同步带9的两侧壁传动连接。

在叶轮动不平衡时，张紧轮24可以防止同步带9松弛。张紧支架23用于固定安装板49，在叶轮动不平衡时，第一弹簧26抵紧滑块25，进而带动与滑块25通过连杆51连接的张紧轮24抵紧同步带9，最终实现同步带9的张紧操作。

参照图9、图10所示的调节组件，调节组件可以包括：活塞杆27、两个连接套28和两个充气气嘴29。

活塞杆27水平安装在支撑座3的内部。两个连接套28分别水平固定安装在活塞杆27的两端并与支撑座3的侧壁固定连接。其中，该连接套28可以整体具有中空的腔体，该腔体内用于冲入气体。该活塞杆27的一端伸入该腔体内，在冲入气体的压力能作用在该活塞杆27的端部。

两个充气气嘴29分别水平安装在活塞杆27的外侧。充气气嘴29与活塞杆27内部连通。充气气嘴29的外侧固定安装有单向阀30。横向位移组件4与活塞杆27传动连接。在调节组件工作时，向充气气嘴29中冲入气体，气体通过连接套28作用在活塞杆27上，从而为活塞杆27提供初始的移动压力，使得活塞杆27两侧设置相同的移动压力，以使活塞杆27在初始时处于中间状态。

也就是说，在动平衡实测前，活塞杆27和两端连接套28之间的压力相同，活塞杆27处于中间位置.在动平衡实测中，主轴2在水平方向上偏移，活塞杆27能够在两个连接套28之间滑动，距离传感器5检测位移量从而检测动不平衡量。在动平衡调整完成后，活塞杆27重新回到中间位置，距离传感器5检测量为零，航空叶轮动平衡达成。

其中，该活塞杆27可以为实心的杆体结构，其靠近端部的位置与连接套密封配合，且能够相对滑动。此外，该活塞杆27还可以整体为空心的非贯通结构。该活塞杆27的中部可以设置有隔离部，将活塞杆27进行封隔，使得作用在活塞杆27两端的气体不贯通。

为了在完成充气后防止活塞杆27内部的气体排出，该充气气嘴29处还可以设置有单向阀30。

参照图10和图11所示，单向阀30可以包括：阀筒31、阀顶32、三角固定架33、连接杆34、第二弹簧35和阀球头36。

阀筒31与阀顶32固定连接。阀筒31远离阀顶32的一端与充气气嘴29通过螺纹连接。阀顶32中部设有充气孔。三角固定架33的三个支点与阀顶32固定连接。三角固定架33的中心处和连接杆34均与阀筒31共轴设置。连接杆34能够滑动的设置在三角固定架33的中心处。阀球头36固定安装在连接杆34远离三角固定架33的一端。阀球头36的外径大于充气孔的孔径。第二弹簧35套设在连接杆34上。第二弹簧35的一端与三角固定架33固定连接，第二弹簧35的另一端与连接杆34靠近阀球头36的一端固定连接。在通过单向阀30充气时，气体通过充气孔充进阀筒31内，单向阀30在充气过程中，气体抵压阀球头36，第二弹簧35压缩，连接杆34带动阀球头36后退，让出充气孔，气体通过阀筒31后进入充气气嘴29中；当停止充气后，第二弹簧35带动阀球头36向前运动，最终将充气孔重新堵住，防止气体溢出。

进一步的，单向阀30还可以包括：阀盖帽37，阀盖帽37可拆卸的安装在阀顶32上。在叶轮动不平衡测试过程中，在叶轮的带动下活塞杆27内部偏移，单向阀30中的气体可能在压力变化中漏出，从而影响测试数据的精准度，通过阀盖帽37可以防止气体漏出，从而保证活塞杆27内的气压稳定。

请结合参照图4，平衡胶泥自动填充组件10中的水平位移机构13可以包括：导轨38、滑动板39、齿条40、齿轮41和横向位移电机42。

导轨38和齿条40均水平固定设置在底座1上。导轨38和齿条40的纵长延伸方向与主轴2轴线方向一致。滑动板39能够滑动的设置在导轨38上。横向位移电机42水平固定安装在滑动板39的顶部一侧。横向位移电机42的输出端与竖直设置的齿轮41固定连接，齿轮41与齿条40啮合。当水平位移机构13运动时，横向位移电机42输出带动齿轮41转动，齿轮41在齿条40的配合下带动整个滑动板39沿着导轨38运动，滑动板39带动固定安装在其上的机械手14同步运动，从而为平衡胶泥自动填充组件10的输出提供条件。

参照图5、图6所示的机械手及其负载，断胶机构16可以包括：固定架43、旋转电机44和断胶切刀45。固定架43固定安装在胶泥填充头11的侧壁上，旋转电机44固定安装在固定架43上，旋转电机44的输出轴轴线方向与胶泥填充头11的输出方向一致，断胶切刀45能够旋转的设置在胶泥填充头11输出端的外侧，断胶切刀45的端部与旋转电机44的输出轴固定连接。抹平机构17可以包括：转动安装架46和滚轮47。转动安装架46固定安装在转向机构15的输出端上，滚轮47的轴线方向与主轴2的轴线方向垂直，滚轮47位于转动安装架46的内部，滚轮47的两端与转动安装架46的两侧侧壁能够转动的连接。当胶泥填充头11完成胶泥填充后，旋转电机44输出带动断胶切刀45转动，将残留在胶泥填充头11上的胶泥切断，完成胶泥的填充过程，在胶泥填充完成后，旋转机构输出，胶泥填充头11与抹平机构17切换工位，滚轮47将将已经填充好的胶泥在叶轮上抹平，完成平衡胶泥自动填充组件10的完整填充过程。

请参阅图13，基于上述实施方式中提供的本申请实施方式中还提供一种叶轮动平衡自动调整设备，本申请还提供一种叶轮动平衡自动调整方法，该方法可以包括如下步骤：

步骤S10：将被测叶轮安装在主轴2上，再将主轴2的两端分别放置在支撑座3上；

步骤S12：启动伺服电机8，通过输出组件7实现叶轮转动的驱动操作；

步骤S14：通过所述距离传感器5检测叶轮在转动过程中所述主轴2两端的偏移量；

步骤S16：启动平衡胶泥自动填充组件10，水平位移机构13竖直带动机械手14向着叶轮方向运动，胶泥填充头11运动至涂胶工位，胶泥填充头11喷出胶泥，伺服电机8带动叶轮转动至所述偏移量为零；

步骤S18：关闭所述伺服电机8，启动断胶机构16，将胶泥填充头11上的胶泥切断，转向机构15输出，胶泥填充头11和抹平机构17切换工位，启动抹平机构17，将胶泥填充头11喷出的胶泥压平。

以下结合该叶轮动平衡自动调整设备具体结构，详细举例说明该调制方法。

第一步：将叶轮安装在主轴2上，再将主轴2的两端分别放置在支撑座3上，人工通过充气气嘴29向活塞杆27内充气，从而给活塞杆27的两端均添加一定的初始横向振动力，在充气完成后，通过阀盖帽37将单向阀30盖住；

第二步：启动伺服电机8，伺服电机8输出带动驱动轮21转动，驱动轮21通过传动带22带动从动轮20转动，从动轮20通过同步带9带动主轴2同步转动，进而实现叶轮转动的驱动操作；

第三步：张紧轮24在第一弹簧26抵触下紧贴在同步带9的侧壁上，同步带9转动时始终与张紧轮24的侧壁贴合；

第四步：位于支撑座3顶部的距离传感器5检测叶轮在转动过程中主轴2两端的偏移量；

第五步：伺服电机8停止输出，水平位移机构13竖直带动机械手14向着叶轮方向运动，胶泥填充头11运动至涂胶工位，胶泥填充头11喷出胶泥，伺服电机8带动叶轮缓慢转动。该叶轮的转动速度要与胶泥填充头的填充速度相配合。

第六步：旋转电机44输出，带动与旋转电机44输出端传动连接的断胶切刀45转动，将胶泥填充头11上的胶泥切断，转向机构15输出，胶泥填充头11和抹平机构17切换工位，滚轮47将胶泥填充头11喷出的胶泥压平。

本发明所提供的叶轮动平衡自动调整设备的工作原理如下：

在对航空大型叶轮进行动平衡实测时，先将叶轮安装在主轴2的中部，将主轴2的两端分别搭设在两个支撑座3上，通过调节机构6调节横向位移组件4的初始移动压力，为叶轮动不平衡时提供横向振动力，输出组件7工作，伺服电机8输出通过同步带9带动主轴2进行转动，主轴2两端在横向位移组件4的连接端上转动，主轴2在叶轮动不平衡转动的状态下带动横向位移组件4发生偏移，通过距离传感器5测得叶轮的动平衡数值，再通过平衡胶泥自动填充组件10为叶轮添加平衡胶泥，使得叶轮达到动平衡状态，从而完成叶轮动平衡自动调整功能。其中，水平位移机构13带动机械手14水平位移，转向机构15用于切换胶泥填充头11、断胶机构16和抹平机构17，胶泥填充头11为叶轮动平衡提供胶泥，断胶机构16用于切断胶泥填充头11上残留的胶泥，抹平机构17用于将填充到叶轮上的胶泥抹平，从而完成自动充填胶泥操作。

在装置工作前，根据所需加工的不同的叶轮大小来调整螺纹杆18的相对高度，从而控制支撑座3相对于安装座12的高度，进而便于安装不同大小的叶轮。

当输出组件7工作时，伺服电机8输出通过传动带22带动从动轮20转动，从动轮20转动通过同步带9带动主轴2转动，从而完成输出组件7的输出功能，转轴19用于安装从动轮20。

在叶轮动不平衡时，张紧轮24可以防止同步带9松弛，张紧支架23用于安装张紧机构，在叶轮动不平衡时，第一弹簧26抵紧滑块25，进而带动与滑块25转动连接的张紧轮24抵紧同步带9，最终实现同步带9的张紧操作。

在调节组件工作时，人工向充气气嘴29中冲入气体，气体通过连接套28进入活塞杆27内，从而为活塞杆27提供初始的移动压力，在充气气嘴29完成充气后，单向阀30防止活塞杆27内部的气体排出。在通过单向阀30充气时，气体通过充气孔充进阀筒31内，单向阀30在充气过程中，气体抵压阀球头36，第二弹簧35压缩，连接杆34带动阀球头36后退，让出充气孔，气体通过阀筒31后进入充气气嘴29中，当停止充气后，第二弹簧35带动阀球头36向前运动，最终将充气孔重新堵住，防止气体溢出。

在叶轮动不平衡测试过程中，在叶轮的带动下活塞杆27内部偏移，单向阀30中的气体可能在压力变化中漏出，从而影响测试数据的精准度，通过阀盖帽37可以防止气体漏出，从而保证活塞杆27内的气压稳定。

当水平位移机构13运动时，横向位移电机42输出带动齿轮41转动，齿轮41在齿条40的配合下带动整个滑动板39沿着导轨38运动，滑动板39带动固定安装在其上的机械手14同步运动，从而为平衡胶泥自动填充组件10的输出提供条件。

当胶泥填充头11完成胶泥填充后，旋转电机44输出带动断胶切刀45转动，将残留在胶泥填充头11上的胶泥切断，完成胶泥的填充过程。在胶泥填充完成后，旋转机构输出，胶泥填充头11与抹平机构17切换工位，滚轮47将将已经填充好的胶泥在叶轮上抹平，完成平衡胶泥自动填充组件10的完整填充过程。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种叶轮动平衡自动调整设备，其特征在于，包括：

主轴，用于安装被测叶轮；

多个支撑座，沿着所述主轴的轴向间隔设置；

横向位移组件，设置在所述支撑座上且与所述主轴的两端传动连接；

距离传感器，设置在所述支撑座上，用于检测所述主轴沿着垂直于轴向的横向位移量；

输出组件，包括用于提供主轴转动力的伺服电机和将所述伺服电机与所述主轴传动连接的同步带；

平衡胶泥自动填充组件，包括用于带动所述平衡胶泥自动填充组件沿着所述轴向移动的水平位移机构、安装在所述水平位移机构输出端的机械手、安装在所述机械手输出端的转向机构、安装在所述转向机构输出端的胶泥填充头、断胶机构和抹平机构，所述胶泥填充头用于提供胶泥，所述断胶机构用于切断所述胶泥填充头上残留的胶泥，所述抹平机构用于将填充到叶轮上的胶泥抹平；

底座，用于为所述输出组件、平衡胶泥自动填充组件提供安装平台；所述叶轮动平衡自动调整设备还包括调节机构，通过所述调节机构调节所述横向位移组件的初始移动压力，为所述叶轮动不平衡时提供横向振动力；

所述调节机构包括：位于所述支撑座底部的多个螺纹杆，所述支撑座的底部设置有多个与所述螺纹杆匹配的螺纹孔，每个所述螺纹杆沿着垂直于所述底座平面的方向竖直延伸，且多个螺纹杆沿着垂直于主轴轴向的横向间隔排布；

所述调节机构还包括调节组件，所述调节组件包括：活塞杆、设置在所述活塞杆两端的连接套和充气气嘴，所述活塞杆水平安装在所述支撑座中，所述连接套固定在所述活塞杆的两端并与所述支撑座固定，所述充气气嘴通过所述连接套于所述活塞杆相连通；

所述调节组件还包括单向阀，所述单向阀包括：阀筒、阀顶、三角固定架、连接杆、第二弹簧和阀球头，所述阀筒与所述阀顶固定连接形成单向阀主体，所述阀筒远离所述阀顶的一端与所述充气气嘴连接，所述阀顶设置有充气孔，所述三角固定架与所述阀顶固定连接，所述连接杆可滑动地设置在所述三角固定架中，所述阀球头固定安装在所述连接杆远离所述三角固定架的一端，所述阀球头的外径大于所述充气孔的孔径，所述第二弹簧套设在所述连接杆上，所述第二弹簧的一端与所述三角固定架固定，另一端与所述连接杆靠近所述阀球头的一端固定。

2.如权利要求1所述的叶轮动平衡自动调整设备，其特征在于，所述输出组件还包括转轴、从动轮、驱动轮、传送带，所述转轴用于安装所述从动轮，所述驱动轮设置在所述伺服电机的输出端，所述传送带设置在所述驱动轮和所述从动轮之间，所述同步带分别套设在所述从动轮和主轴上，所述伺服电机输出通过所述传动带带动从动轮转动，所述从动轮转动通过所述同步带带动所述主轴转动。

3.如权利要求1所述的叶轮动平衡自动调整设备，其特征在于，所述输出组件还包括：张紧支架、两个张紧轮、两个滑块和两个第一弹簧，所述张紧支架的顶端固定安装有安装板，所述安装板的内部设置有安装槽，所述张紧轮设置在所述安装板的一侧，所述第一弹簧安装在所述安装槽内，所述滑块可滑动地设置在所述安装槽内，所述第一弹簧的一端与所述安装版的侧壁相固定，另一端与所述滑块相固定，所述滑块沿着所述主轴的轴向连接有连杆，所述张紧轮与所述连杆相轴接，两个所述张紧轮相互靠近的一侧分别与所述同步带传动连接。

4.如权利要求1所述的叶轮动平衡自动调整设备，其特征在于，所述水平位移机构包括：导轨、滑动板、齿条、齿轮和横向位移电机，

所述导轨和所述齿条沿着所述主轴的轴向纵长延伸并固定在所述底座上，

所述滑动板可滑动地设置在所述导轨上；所述机械手固定在所述滑动板上，

所述横向位移电机固定在所述滑动板上，所述横向位移电机的输出端与所述齿轮固定连接，所述齿轮与所述齿条相配合，

所述横向位移电机的输出端带动所述齿轮转动，所述齿轮在与所述齿条的配合下带动所述滑动板沿着所述导轨运动，以带动所述机械手同步运动。

5.如权利要求1所述的叶轮动平衡自动调整设备，其特征在于，所述断胶机构包括：固定架、旋转电机和断胶切刀，

所述旋转电机的输出轴轴线方向与所述胶泥填充头的输出方向一致；

所述固定架固定安装在所述胶泥填充头上，用于安装所述旋转电机；

所述断胶切刀的端部与所述旋转电机的输出轴固定连接，能旋转地设置在所述胶泥填充头输出端的外侧。

6.如权利要求1所述的叶轮动平衡自动调整设备，其特征在于，所述抹平机构包括:转动安装架和滚轮，

所述转动安装架固定安装在所述转向机构的输出端上；

所述滚轮的轴向方向与所述主轴的轴向垂直，所述滚轮的两端与所述转动安装架的两侧侧壁转动连接。

7.一种基于权利要求1至6任一所述的叶轮动平衡自动调整设备的叶轮动平衡自动调整方法，其特征在于，包括：

将被测叶轮安装在主轴上，再将主轴的两端分别放置在支撑座上；

启动伺服电机，通过输出组件实现叶轮转动的驱动操作；

通过所述距离传感器检测叶轮在转动过程中所述主轴两端的偏移量；

启动平衡胶泥自动填充组件，水平位移机构竖直带动机械手向着叶轮方向运动，胶泥填充头运动至涂胶工位，胶泥填充头喷出胶泥，伺服电机带动叶轮转动至所述偏移量为零；

关闭所述伺服电机，启动断胶机构，将胶泥填充头上的胶泥切断，转向机构输出，胶泥填充头和抹平机构切换工位，启动抹平机构，将胶泥填充头喷出的胶泥压平。