本发明涉及一种动平衡补偿的夹具，特别是涉及一种适用于径向结构不对称传动轴动平衡补偿的夹具。
背景技术：
径向结构不对称传动轴，其一端为三角法兰盘，另一端为偶数齿轮花键，通过夹具固定在动平衡机上。目前的不对称传动轴动平衡工艺中，会对工件0°、120°、240°三个安装位置的动平衡进行翻转补偿。在补偿过程中，传动轴一端相对于该侧转接夹具翻转角度时，由于结构不对称转子花键数量不是3的倍数，所以另一端无法同时相对于另一个转接夹具翻转相同的角度，导致平衡机测量存在3.75°的误差，无法实现准确的补偿。目前使用的平衡块大多为钢材，平衡块的整体质量较大，不能达到较高的平衡精度要求。
目前使用过的夹具翻转补偿方式主要有：
(1)去重的方式：对夹具圆周进行磨削去重，这种平衡方式在“一种径向不对称转子动平衡补偿方法”(参见专利201810250397.8)中提到，该方法存在操作不便、去重质量不准确，磨削导致夹具有效使用次数少等缺点。
(2)添加螺钉的方式：这种夹具上有多个用于平衡的螺纹孔，通过在孔中添加平衡螺钉进行平衡。该方法存在平衡位置固定、平衡误差较大的缺点。
(3)添加带锥度平衡块、梯形平衡块的方式：这种方式在“锥形平衡块顶盖翻边模具”(参见专利201710466928.2)和“一种电机用分瓣式平衡块及包含该平衡块的平衡结构”(参见专利201921797213.6)中提到，该方法由于存在尺寸较大的安装孔，平衡块质量大，导致平衡块不能任意位置安装，并且难以满足高精度平衡的要求。
技术实现要素：
针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种适用于径向结构不对称传动轴动平衡补偿的夹具，以克服径向结构不对称传动轴动平衡翻转补偿时，无法实现两端同时翻转相同角相而造成的翻转补偿误差大的问题，使此类转子动平衡翻转补偿的误差在合格范围内。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
所述的夹具可以将待平衡的传动轴的左右两端安装在平衡机的左右驱动摆架上，左侧夹具为三角法兰结构，右侧为偶数齿内花键结构，夹具及平衡块的设计包括以下步骤：
a)在夹具外圆有用于安装平衡块的环形凹槽；
b)小质量平衡块的主体采用尼龙材质，其尺寸略小于凹槽宽度，其中的小球采用尼龙材质，螺钉为内六方螺钉；
c)在环形凹槽中安装平衡块，拧动螺钉把小球挤向凹槽内侧，通过小球与凹槽内壁的挤压和平衡块与凹槽内壁的摩擦力，将平衡块固定到指定位置。
进一步，利用拧紧螺钉将平衡块内的小球挤向凹槽内侧，通过小球与凹槽内壁的挤压和平衡块与凹槽内壁的摩擦力，将平衡块固定到指定位置，实现平衡块在凹槽内任意位置安装。
进一步，动平衡软件计算出需要添加的平衡块的质量和相位后，根据矢量分解原理，用两个已知质量的平衡块，分别添加到两个分解角度，便可满足平衡块任意位置安装且残余不平衡量小的要求。
本发明与现有技术相比的优点在于：
1、本发明设计了带有凹槽的夹具以及带有小球和螺钉的平衡块，利用任意位置添加平衡块的方法代替了原有固定螺钉、磨削夹具、带锥度平衡块、梯形平衡块的方法，利用任意两个符合质量条件的平衡块，添加在指定角度，即可合成所需的平衡矢量。拆卸平衡块时，仅需将螺钉松掉，即可完成拆卸，操作方便，不会对夹具产生任何损害；
2、本发明设计的平衡块本体采用质量更轻的尼龙材料，平衡块的质量较小约300mg，平衡精度较高。平衡块添加的位置更精确，可以更高效的将左、右平衡夹具的不平衡量降低到指标要求，极大地降低夹具了对传动轴不平衡量的影响。解决了径向结构不对称传动轴翻转角度无法均分时，不平衡量波动大的问题，使该类传动轴在工作转速时，在0°、120°、240°的动不平衡量均符合要求。
附图说明
图1为本发明应用的径向结构不对称传动轴的结构示意图
图2为本发明所述的平衡块设计图
图3为本发明所述的平衡块在夹具上的装配图
图4为翻转补偿原理图，图中符号说明如下：
f左——左边夹具不平衡量；
f右——右边夹具不平衡量；
f左1、f左2——左边夹具不平衡量分解到平衡面1、2的不平衡量；
f右1、f右2——右边夹具不平衡量分解到平衡面1、2的不平衡量；
f合1、f合2——平衡面1、2实际测得不平衡量；
f夹具1、f夹具2——平衡面1、2上夹具的合成不平衡量；
具体实施方式
为了使本发明的实施过程更加详尽、易懂，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行完整、详细的描述，显然，本文所描述的实施例仅为本发明的某一实施例，而并非本发明全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域内的其余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。
本发明的目的是提供一种适用于径向结构不对称传动轴动平衡补偿的夹具，用于翻转补偿过程中径向不对称结构传动轴的一端角度不能准确均分时，降低夹具残余不平衡量以减小其对传动轴不平衡量的影响。本发明的具体技术方案包括以下步骤：
(1)所述的夹具可以将待平衡的传动轴的左右两端安装在平衡机的左右驱动摆架上，左侧夹具为三角法兰结构，右侧为偶数齿内花键结构，夹具及平衡块的设计如下：
a)在夹具外圆有用于安装平衡块的环形凹槽，其宽度为5mm、深度为5mm，如图1所示；
b)小质量平衡块的主体采用尼龙材质，其高度为5mm、宽度为4.7mm，其中的小球采用尼龙材质，直径为3mm，螺钉为长4mm的m4内六方螺钉，如图2所示；
c)在环形凹槽中安装平衡块，拧动螺钉把小球挤向凹槽内侧，通过小球与凹槽内壁的挤压和平衡块与凹槽内壁的摩擦力，将平衡块固定到指定位置，如图3所示。
进一步，利用拧紧螺钉将平衡块内的小球挤向凹槽内侧，通过小球与凹槽内壁的挤压和平衡块与凹槽内壁的摩擦力，将平衡块固定到指定位置，实现平衡块在凹槽内任意位置安装。
进一步，动平衡软件计算出需要添加的平衡块的质量和相位后，根据矢量分解原理，用两个已知质量的平衡块，分别添加到两个分解角度，便可满足平衡块任意位置安装且残余不平衡量小的要求。
(2)对左侧驱动端夹具进行单面动平衡，动平衡软件计算得出需要在左平衡夹具上添加平衡块的质量和相位后，根据矢量分解原理，用两个已知质量的平衡块分别添加到两个分解角度去平衡左平衡夹具(如图4所示)，将其不平衡量校正至规定范围以内。
(3)将左驱动端、左平衡夹具、传动轴作为一个整体件，保持装配位置和关系不变，将右平衡夹具相对于左侧的整体件旋转θ角度以进行右平衡夹具和右从动端的联合翻转补偿操作；然后对右侧从动端夹具进行单面动平衡，动平衡软件计算得出在右平衡夹具上添加平衡块的质量和相位后，根据矢量分解原理，用两个已知质量的平衡块分别添加到两个分解角度去平衡右平衡夹具，将其不平衡量校正至规定范围以内。
以下实施例是基于“一种径向不对称转子动平衡补偿方法”(参见专利201810250397.8)中所述的当左、右平衡夹具的不平衡量降低在规定范围内时对传动轴翻转补偿的不平衡量影响极小的情况，所以此实施例只需验证本发明设计的左、右平衡夹具是否符合规定的动平衡要求。
实施例
本发明适用于某航空用转子，如图1所示，左侧为三角法兰结构，右侧为32齿外花键结构，其总体长度为65mm，最大外径100mm，动平衡转速为4000r/min，在工程实际中，要求其左、右平衡夹具的不平衡量在0°、120°、240°及其它任意角向位置的动不平量均不大于30g·mm。具体步骤如下：
(1)安装实验装置，检查实验设备是否正常；
(2)启动转子至4000rpm，采集初始振动数据，停止运行转子；
(3)在左平衡夹具添加试重：质量0.65g，相位0°，启动转子至4000rpm，采集第一次试重振动数据，停止运行转子，取下试重；
(4)在右平衡夹具添加试重：质量0.65g，相位0°，启动转子至4000rpm，采集第二次试重振动数据，停止运行转子，取下试重；
(5)软件计算所需添加试重质量及相位，左平衡夹具：质量0.73g，相位18.407°，右平衡夹具：质量0.14g，相位237.601°；
(6)根据矢量分解原理，用质量为0.23g和0.65g的平衡块分别添加到79.31°和0.40°去平衡左平衡夹具；用质量为0.22g和0.18g的平衡块分别添加到292.30°和151.70°去平衡右平衡夹具；
(7)添加平衡块后，启动转子至4000rpm，采集平衡后数据，停止运行转子；
(8)实施例结果对比分析如下表。
最终结论，左、右平衡夹具动平衡合格。
