畢業(yè)論文-轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡技術(shù)的理論研究與應(yīng)用

1、論文題目：轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡技術(shù)的理論研究與應(yīng)用目 錄1 緒 論11.1轉(zhuǎn)子及分類11.2動(dòng)平衡11.3轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡的條件11.4轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡標(biāo)準(zhǔn)21.5轉(zhuǎn)子的平衡精度等級(jí)31.5.1 不平衡生成的原因41.5.2 動(dòng)平衡的作用41.6不平衡的危害性51.7動(dòng)平衡的意義51.8影響平衡精度的因素51.9剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡工藝原理62動(dòng)平衡技術(shù)72.1動(dòng)平衡操作技術(shù)72.2校正方法72.3操作面的選擇72.4不同類型的轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡注意事項(xiàng)82.5主軸動(dòng)平衡的方法與應(yīng)用92.6動(dòng)平衡的力學(xué)原理92.7 現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡的原理及分計(jì)算分析102.7.1 現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)介紹102.7.2 動(dòng)平衡計(jì)算分析102.8剛性回

2、轉(zhuǎn)件的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)法123 動(dòng)平衡機(jī)的發(fā)展123.1平衡機(jī)的發(fā)展史123.2動(dòng)平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)133.3動(dòng)平衡機(jī)的分類143.4動(dòng)平衡機(jī)的工作原理153.5動(dòng)平衡機(jī)常用術(shù)語153.6平衡機(jī)的一般工作條件163.7平衡機(jī)選擇的知識(shí)173.8校準(zhǔn)原理173.9動(dòng)平衡機(jī)的技術(shù)革新184 實(shí)例應(yīng)用204.1試驗(yàn)用儀器介紹204.2實(shí)驗(yàn)?zāi)康?14.3實(shí)驗(yàn)步驟214.4試驗(yàn)結(jié)果255 結(jié) 論25致 謝26參考文獻(xiàn)271 緒 論隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，消除轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械振動(dòng)的問題日趨重要，而轉(zhuǎn)子本身的不平衡在很大程度上是引起機(jī)械振動(dòng)的一項(xiàng)重要因素，這一點(diǎn)在高速、精密機(jī)械中尤為突出。據(jù)統(tǒng)計(jì),旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)問題有30

3、%以上都是由于轉(zhuǎn)子不平衡引起的。因此,可以認(rèn)為轉(zhuǎn)子不平衡(或簡(jiǎn)稱失衡)是引起旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的重要原因。對(duì)于線性系統(tǒng)而言,失衡引起的振動(dòng),其頻率等于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)頻率。而當(dāng)系統(tǒng)具有非線性時(shí),失衡將引起以轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率為基頻 ,帶有一系列高階諧波成分的振動(dòng)。為了消除或減輕由于失衡引起的振動(dòng),就必須對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡。隨著動(dòng)平衡技術(shù)的發(fā)展，測(cè)量精度高和穩(wěn)定性好的動(dòng)平衡機(jī)逐步出現(xiàn)，解決了機(jī)械加工中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)子失衡問題。動(dòng)平衡機(jī)的出現(xiàn)很大程度上延緩了機(jī)器的使用壽命，提高了工作效率，也保障了機(jī)械加工操作者的安全，因此對(duì)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡問題進(jìn)行深入研究是非常有必要的。1.1轉(zhuǎn)子及分類機(jī)器中繞軸線旋轉(zhuǎn)的零部件，稱為機(jī)器的轉(zhuǎn)子。

4、按照是否需要?jiǎng)悠胶馓幚磙D(zhuǎn)子分為兩種：平衡轉(zhuǎn)子，旋轉(zhuǎn)與不旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)軸承只有靜壓力的轉(zhuǎn)子;不平衡轉(zhuǎn)子,如果轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)軸承除有靜壓力外，附加有動(dòng)壓力，則稱之為不平衡的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子如果是不平衡的，附加動(dòng)壓力將通過軸承傳達(dá)到機(jī)器上，引起機(jī)械振動(dòng)。1.2 動(dòng)平衡當(dāng)剛體的轉(zhuǎn)軸通過質(zhì)心且為慣性主軸時(shí)，剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不出現(xiàn)軸承動(dòng)約束力，稱這種現(xiàn)象為動(dòng)平衡。動(dòng)平衡實(shí)際上就是動(dòng)不平衡，運(yùn)用在旋轉(zhuǎn)部件及精度要求極高的設(shè)備上。任何轉(zhuǎn)子在圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于相對(duì)于軸線的質(zhì)量分布不均勻而產(chǎn)生離心力。這種不平衡離心力作用在轉(zhuǎn)子軸承上會(huì)引起振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲和加速軸承磨損，以致嚴(yán)重影響設(shè)備的性能和壽命，平衡不好會(huì)使旋轉(zhuǎn)部件在運(yùn)轉(zhuǎn)中飛

5、離出去。旋轉(zhuǎn)零部件在制造過程中，都需要穩(wěn)定正常地運(yùn)轉(zhuǎn)。舉例：如列車車輪制動(dòng)盤、飛機(jī)螺旋槳、航空輪胎、電機(jī)轉(zhuǎn)子、機(jī)床主軸、滾筒、風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)、增壓器、齒輪、風(fēng)葉、砂輪等。1.3轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡的條件一個(gè)轉(zhuǎn)子究竟要進(jìn)行靜平衡還是動(dòng)平衡，要根據(jù)具體情況如轉(zhuǎn)子重量、形狀、轉(zhuǎn)速、支座條件及用途等而定。一般按下列原則考慮。當(dāng)轉(zhuǎn)子外徑d與長(zhǎng)度l滿足d/l5時(shí)，不論其工作轉(zhuǎn)速高低都只需進(jìn)行靜平衡。當(dāng)ld時(shí)，只要工作轉(zhuǎn)速大于1000轉(zhuǎn)/分，都要進(jìn)行動(dòng)平衡。以上只是一般原則，有特殊要求的轉(zhuǎn)子必須特殊考慮，如人造衛(wèi)星，其轉(zhuǎn)速只不過每分鐘幾十轉(zhuǎn)，也需要進(jìn)行動(dòng)平衡。如果一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的物體質(zhì)量分布不均勻，轉(zhuǎn)動(dòng)起來就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。不

6、均勻程度越大，振動(dòng)也越大。消除振動(dòng)的方法很簡(jiǎn)單，就是把不均勻的質(zhì)量點(diǎn)找出來并去掉它，或者在它對(duì)面人為地加一塊相同的質(zhì)量平衡它?；旧弦蟾咭稽c(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件最好是做動(dòng)平衡，因?yàn)閯?dòng)平衡回轉(zhuǎn)體震動(dòng)的一個(gè)很主要的原因。動(dòng)不平衡就是說在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)回轉(zhuǎn)體質(zhì)點(diǎn)離心力產(chǎn)生的力矩不能在軸中心抵消，產(chǎn)生了一個(gè)力矩偏差，這個(gè)偏差會(huì)導(dǎo)致軸的彈性變形，軸的變形又使這個(gè)不平衡力矩進(jìn)一部加大，如此惡性循環(huán)知道這個(gè)力矩與軸的彈性變形力相互抵消位置，這就產(chǎn)生了一個(gè)問題：軸此時(shí)并不是個(gè)直的，此時(shí)的軸受到偏心力的作用使的震動(dòng)產(chǎn)生了。國外的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)噪音小跟他們的動(dòng)平衡調(diào)的好有很大的關(guān)系。1.4轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于旋轉(zhuǎn)設(shè)備，約一半以上的故障都

7、與不平衡有關(guān)。因此，了解設(shè)備的殘余不平衡量允許值，即動(dòng)平衡標(biāo)準(zhǔn)是非常有必要的。動(dòng)平衡標(biāo)準(zhǔn)是機(jī)械行業(yè)重要的基礎(chǔ)性、通用性標(biāo)準(zhǔn)。承擔(dān)動(dòng)平衡國際標(biāo)準(zhǔn)制訂工作的是iso/tc 108機(jī)械振動(dòng)與沖擊技術(shù)委員會(huì)，國家標(biāo)準(zhǔn)則是由全國機(jī)械振動(dòng)與沖擊標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（csbts/tc 53）負(fù)責(zé)。任何轉(zhuǎn)子都存在不平衡量，而動(dòng)平衡的目的就是要轉(zhuǎn)子在其工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，而轉(zhuǎn)子在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)不至于引起較大振動(dòng)，就要做動(dòng)平衡，即想辦法將不平衡量降低，以其達(dá)到某一精度?？紤]到技術(shù)的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)上的合理性，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(iso)于1940年制定了iso1940平衡等級(jí)，它將轉(zhuǎn)子平衡等級(jí)分為11個(gè)級(jí)別，

8、每個(gè)級(jí)別間以2.5倍為增量，從要求最高的g0.4到要求最低的g4000。單位為公克毫米/公斤(g.mm/kg)，代表不平衡對(duì)于轉(zhuǎn)子軸心的偏心距離。該標(biāo)準(zhǔn)建立了轉(zhuǎn)子的最高轉(zhuǎn)速與可接受的殘余不平衡之間的關(guān)系，以及各種有代表性的轉(zhuǎn)子與建議的質(zhì)量不平衡等級(jí)之間的關(guān)系；介紹了質(zhì)量不平衡等級(jí)g（等效于一個(gè)不受約束的轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的e），因?yàn)樗捎脕肀容^機(jī)器在不同速率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的物理性能。標(biāo)準(zhǔn)中的g值在數(shù)字上相當(dāng)于以9500r/min運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子用m來表示的偏心率e。轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡等級(jí)或不平衡可以用一臺(tái)已校準(zhǔn)的動(dòng)平衡機(jī)進(jìn)行評(píng)定。平衡品質(zhì)或平衡質(zhì)量等級(jí)(g)表示回轉(zhuǎn)體處于不平衡狀態(tài)時(shí)回轉(zhuǎn)體重心的線速度，是用來判斷回轉(zhuǎn)

9、體動(dòng)態(tài)負(fù)載的一種機(jī)械比較量。g值越小，則回轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)越是平穩(wěn)。1.5轉(zhuǎn)子的平衡精度等級(jí)表1-1 平衡精度等級(jí)與剛性轉(zhuǎn)子組的分組平衡精度等級(jí)e (mm/s)轉(zhuǎn)子類型g40004000剛性安裝的具有奇數(shù)汽缸的低速船用柴油機(jī)的曲軸傳動(dòng)裝置g16001600剛性安裝的大型兩行程發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸傳動(dòng)裝置g630630剛性安裝的大型四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸傳動(dòng)裝置，彈性安裝的船用柴油機(jī)的曲軸傳動(dòng)裝置g250250剛性安裝的高速四缸柴油機(jī)的曲軸傳動(dòng)裝置g100100具有六個(gè)或更多汽缸的高速柴油機(jī)的曲軸傳動(dòng)裝置，汽車、卡車及機(jī)車頭的整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)或柴油機(jī)）g4040汽車輪、車輪緣、軸座、傳動(dòng)軸，彈性安裝的具有六個(gè)或更

10、多汽缸的高速4行程發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)或柴油機(jī)）的曲軸傳動(dòng)裝置g1616具有特殊要求的傳動(dòng)軸（推進(jìn)器、萬向接頭軸），壓碎機(jī)的零件，農(nóng)業(yè)機(jī)械的零件，發(fā)動(dòng)機(jī)（汽車、卡車及機(jī)車頭的汽油機(jī)或柴油機(jī)）的單個(gè)組件，在特殊要求下具有6個(gè)或更多汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置g6.36.3煉制廠機(jī)械的零件，船用主渦輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（商船用），離心機(jī)鼓輪、風(fēng)扇裝配好的飛機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子，飛輪，泵式推進(jìn)器，機(jī)床和普通的機(jī)械零件，普通的電樞。特殊要求的發(fā)動(dòng)機(jī)單個(gè)部件g2.52.5燃?xì)夂驼羝麥u輪機(jī)，包括船用的主渦輪機(jī)（商船用），剛性渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，透平輪壓縮機(jī)，機(jī)床傳動(dòng)裝置，有特殊要求的中型和大型電樞、小型電樞，渦輪傳動(dòng)泵g11磁帶記錄

11、儀和唱機(jī)的傳動(dòng)裝置，磨床傳動(dòng)裝置，有特殊要求的小型電樞g(shù)0.40.4精密磨床的傳動(dòng)軸，研磨盤和電樞，陀螺儀（1）2n /60，當(dāng)以rad/s，n以r/min為單位時(shí)，則1/10。（2）對(duì)于具有兩個(gè)校正平面的剛性轉(zhuǎn)子，對(duì)于每個(gè)平面通常采用建議的殘余不平衡量的1/2；此值適用于兩個(gè)任意選定的平面。軸承處的不平衡狀態(tài)可加以改善，對(duì)于圓盤形轉(zhuǎn)子，所有的殘余不平衡量建議在一個(gè)平面。當(dāng)轉(zhuǎn)子的平衡精度要求高于g2.5時(shí)，必須以自驅(qū)或非常接近實(shí)際工作狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)、支承方式進(jìn)行平衡，才有可能得到較好的平衡效果。平衡機(jī)的技術(shù)指標(biāo)中，有一個(gè)精度的參數(shù)：式中：m工件的質(zhì)量（公斤）e偏心率 （微米）m不平衡質(zhì)量 （克）r

12、不平衡質(zhì)量所在半徑（毫米）g平衡級(jí)數(shù)n工件工作轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）選擇好合適的平衡精度后，應(yīng)將這個(gè)指標(biāo)（如g6.3級(jí)）具體折算為可操作的一個(gè)指標(biāo)（如：在某半徑處小于多少克）。平衡精度換算方法:實(shí)際工作旋轉(zhuǎn)角速度 或 ；如果轉(zhuǎn)子平衡精度選擇6.3級(jí)，即毫米/秒，那么，轉(zhuǎn)子允許重心偏移（微米）。由公式推導(dǎo)出：在轉(zhuǎn)子指定配重面指定半徑的最大允許不平衡量。只要將轉(zhuǎn)子平衡至指標(biāo)m以內(nèi)，即可認(rèn)為轉(zhuǎn)子已經(jīng)達(dá)到平衡精度要求。1.5.1 不平衡生成的原因（1）質(zhì)量分布不均衡（2）非均質(zhì)性材質(zhì)，鑄件沙孔、氣孔（3）轉(zhuǎn)子安裝時(shí)偏心，或軸承安裝時(shí)對(duì)心不良（4）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)引起之材料扭曲變形（5）鍵及鍵槽之設(shè)計(jì)不良（6）轉(zhuǎn)子余隙配

13、合誤差（7）轉(zhuǎn)子腐蝕及磨損（8）熱變形（9）雜志附著1.5.2 動(dòng)平衡的作用（1）提高轉(zhuǎn)子及其構(gòu)成的產(chǎn)品質(zhì)量 （2）減小噪聲（3）減小振動(dòng)（4）提高支承部件（軸承）的試用壽命（5）降低使用者的不舒適感（6）降低產(chǎn)品的功耗1.6不平衡的危害性轉(zhuǎn)子不平衡引起的危害主要體現(xiàn)在：（1）耗能振動(dòng)要消耗原能量以維持其往復(fù)性的運(yùn)動(dòng)。（2）破壞振動(dòng)產(chǎn)生有損于機(jī)械或結(jié)構(gòu)的動(dòng)載荷，影響機(jī)械設(shè)備或結(jié)構(gòu)物的工作性能，降低機(jī)床加工精度，縮短設(shè)備使用壽命嚴(yán)重時(shí)會(huì)使零件失效甚至破壞而造成事故。（3）噪聲振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生損害人體健康的噪聲。一個(gè)不平衡的轉(zhuǎn)子在其旋轉(zhuǎn)過程中對(duì)其支承結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生一個(gè)壓力，并導(dǎo)致振動(dòng)。因此，對(duì)轉(zhuǎn)子的

14、動(dòng)平衡是十分必須的。1.7動(dòng)平衡的意義不平衡的轉(zhuǎn)子經(jīng)過測(cè)量其不平衡量和不平衡相位，并加以校正以消除其不平衡量，使轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)，不致產(chǎn)生不平衡離心力的平衡工藝叫做動(dòng)平衡。平衡是改善轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布，以保證轉(zhuǎn)子在其軸承中旋轉(zhuǎn)時(shí)因不平衡而引起的振動(dòng)或振動(dòng)力減小到允許范圍內(nèi)的工藝過程。利用現(xiàn)有的測(cè)量?jī)x器可以把轉(zhuǎn)子的不平衡減少到相當(dāng)小的范圍，但對(duì)平衡品質(zhì)要求過高是不經(jīng)濟(jì)的，也是不必要的。因此必須確定不平衡應(yīng)減小到何種程度，從而解決技術(shù)可能性與經(jīng)濟(jì)合理性的關(guān)系。1.8影響平衡精度的因素旋轉(zhuǎn)機(jī)械要消除振動(dòng)和噪音，提高產(chǎn)品質(zhì)量，動(dòng)平衡工藝是必不可少的。在機(jī)械加工中，經(jīng)常會(huì)涉及平衡精度這一指標(biāo)。轉(zhuǎn)子經(jīng)過平衡校驗(yàn)后

15、，如何來理解和確定平衡精度，是十分重要的問題。要使轉(zhuǎn)子的平衡精度很高(即剩余不平衡量很小)就要盡量排除影響不平衡精度的因素，其中傳動(dòng)方式和傳動(dòng)件的不平衡影響最大，其它如轉(zhuǎn)子的軸頸精度，軸承的精度等亦應(yīng)嚴(yán)格控制。1.9剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡工藝原理從平衡技術(shù)觀點(diǎn)看，剛性轉(zhuǎn)子可以在任意選定的兩個(gè)平面內(nèi)校正，校正后，在直到最高工作轉(zhuǎn)速的任何轉(zhuǎn)速下以及在接近最后支承系統(tǒng)的條件下運(yùn)行，其不平衡量均不會(huì)超過平衡允差，則這種轉(zhuǎn)子可看作是剛性的。一般指機(jī)械的工作轉(zhuǎn)速不大于70%一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，可視為剛性轉(zhuǎn)子。圖1-1 剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)及簡(jiǎn)化模型示意圖轉(zhuǎn)子裝在平衡機(jī)上，應(yīng)盡可能支承在工作軸頸處，校正平面應(yīng)選在最靠近軸承處

16、兩端，以增加校正效應(yīng)，同時(shí)也便于試加配重。轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的支承振動(dòng)或振動(dòng)力，由左右傳感器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電信號(hào)，經(jīng)過平面分離電路處理后輸出信號(hào)，它分別與左右校正平面上的不平衡量有關(guān)。同時(shí)，與轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)的參考相位發(fā)生器發(fā)出參數(shù)信號(hào)。上述兩種信號(hào)輸入測(cè)量電路，經(jīng)濾波放大器放大后，檢測(cè)出兩校正平面上不平衡量的大小和位置?；剞D(zhuǎn)件通過平衡試驗(yàn)后可將不平衡慣性力及其引起的動(dòng)力效應(yīng)減小至相當(dāng)?shù)偷某潭?。但回轉(zhuǎn)件一般不可能達(dá)到完全平衡，過高的要求在實(shí)際上也是不必要的。因此設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)件時(shí)，應(yīng)該根據(jù)不同的實(shí)際使用要求，規(guī)定其允許的不平衡量，此即許用不平衡量。轉(zhuǎn)子的許用不平衡量有兩種表示方法，即質(zhì)徑積表示法（單位為gm）和

17、偏心距表示法（單位為m）。設(shè)回轉(zhuǎn)件的質(zhì)量為m，其質(zhì)心至回轉(zhuǎn)軸線的許用偏心距為，而轉(zhuǎn)子的許用不平衡質(zhì)徑積以表示，則兩者的關(guān)系為對(duì)于具體給定的轉(zhuǎn)子，許用不平衡量以質(zhì)積徑表示較好，因?yàn)樗阌谥苯悠胶獠僮?，也比較直觀。在衡量轉(zhuǎn)子平衡的優(yōu)劣或衡量平衡的檢測(cè)精度時(shí)，為便于直接比較，用許用偏心距為好。對(duì)于具體轉(zhuǎn)子的不平衡量，應(yīng)小于或等于許用不平衡量，即。剛性轉(zhuǎn)子在平衡試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的問題:選擇好平衡精度等級(jí)，在試驗(yàn)時(shí)一般根據(jù)校驗(yàn)轉(zhuǎn)子類型和重要程度選??；加重還是去重要根據(jù)設(shè)備本身狀況而定。2動(dòng)平衡技術(shù)2.1動(dòng)平衡操作技術(shù)由于做平衡試驗(yàn)的轉(zhuǎn)子種類繁多，相應(yīng)的平衡工藝方法，試驗(yàn)裝置和校正方法也各不相同，應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)

18、構(gòu)特點(diǎn)和平衡要求，選擇合適的平衡方法，試驗(yàn)裝置和校正方法。平衡機(jī)在近年來迅速普及、用途范圍越來越廣。其主要功能為：檢測(cè)并顯示轉(zhuǎn)子不平衡量的大小及位置，以指導(dǎo)操作者將不平衡量盡量去除，以使轉(zhuǎn)子達(dá)到平衡精度要求。平衡機(jī)就是事先把整個(gè)尋找的過程寫成程序固化在儀器中，集成了測(cè)振和相關(guān)的計(jì)算功能，幫助我們較快的找出不平衡點(diǎn)的儀器。平衡機(jī)是測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體(轉(zhuǎn)子)不平衡量大小和位置的機(jī)器，測(cè)量動(dòng)平衡的專門設(shè)備。2.2校正方法轉(zhuǎn)子的不平衡是因其中心主慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸線不重合而產(chǎn)生的。平衡就是改變轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布，使其中心主慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸線重合而達(dá)到平衡的目的。當(dāng)測(cè)量出轉(zhuǎn)子不平衡的量值或相位后，校正的方法有：(1)去

19、重法即在重的一方用鉆孔，磨削，鏨削，銑削和激光穿孔等方法去除一部分金屬。(2)加重法即在輕的一方用螺釘連接，鉚接，焊接，噴鍍金屬等方法，加上一部分金屬。(3)調(diào)整法通過擰入或擰出螺釘以改變校正重量半徑，或在槽內(nèi)調(diào)整二個(gè)或二個(gè)以上配重塊位置。(4)熱補(bǔ)償法通過對(duì)轉(zhuǎn)子局部加熱來調(diào)整工件裝配狀態(tài)。2.3操作面的選擇平衡校正面必須選擇垂直于轉(zhuǎn)子軸線的平面。(1)對(duì)薄盤狀轉(zhuǎn)子(l/d5)，因偶不平衡很小，一般只選擇一個(gè)校正面，稱為單面平衡或稱靜平衡。(2)對(duì)于長(zhǎng)軸類轉(zhuǎn)子(l/d5)，必需選擇二個(gè)或二個(gè)以上校正面，稱雙面平衡或多面平衡亦稱動(dòng)平衡。(3)對(duì)于初始不平衡量很大，旋轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)過大的轉(zhuǎn)子，應(yīng)先做單面

20、靜平衡，且校正面最好選擇在重心所在的平面上，以防偶不平衡量增大;或選擇在重心兩側(cè)的兩個(gè)校正面上校正，或根據(jù)要求，選擇在靠近重心的平面上校正，然后再做動(dòng)平衡。(4)曲軸應(yīng)在專門的曲軸動(dòng)平衡機(jī)上平衡。2.4不同類型的轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡注意事項(xiàng)（1）滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子的平衡裝有滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)子，平衡時(shí)最好帶著滾動(dòng)軸承一起平衡，從而消除滾動(dòng)軸承的內(nèi)環(huán)偏心引起的不平衡，帶軸承的轉(zhuǎn)子一般在v型支承上進(jìn)行。（2）無軸頸的轉(zhuǎn)子的平衡無軸頸的轉(zhuǎn)子必須在工藝軸上進(jìn)行平衡。由于工藝軸本身的制造誤差:徑向和軸向跳動(dòng)。工藝軸本身的不平衡以及轉(zhuǎn)子配合時(shí)存在的徑向間隙，使轉(zhuǎn)子在平衡時(shí)會(huì)帶來不可避免的誤差。為了使工藝軸與零件的配合誤差引起

21、的不平衡量與無頸轉(zhuǎn)子的不平衡量分開，在工藝軸上只檢測(cè)轉(zhuǎn)子的不平衡量，可采用180轉(zhuǎn)位的平衡方法。（3）組裝件的平衡由于組裝件是由幾個(gè)零件組合而成，如果不先對(duì)單個(gè)零件進(jìn)行平衡，則:組裝件因不平衡量過大而無法平衡?；螂m然能平衡，使組裝件達(dá)到規(guī)定的平衡精度，但在實(shí)際工作轉(zhuǎn)速(4000500000r/min)時(shí)，由于葉輪的不平衡力和力偶的影響，使軸局部彎曲產(chǎn)生振動(dòng)而不能工作。所以，必須在低轉(zhuǎn)速下(12000轉(zhuǎn)/分)先對(duì)各零件進(jìn)行單件平衡，平衡允許值可根據(jù)組裝件不平衡允許值來分配。組裝后理論上認(rèn)為不平衡量雖是各單件不平衡量的矢量和，但因裝配誤差仍會(huì)出現(xiàn)新的不平衡量而使組裝件達(dá)不到要求，故仍應(yīng)對(duì)組裝件進(jìn)行

22、平衡。平衡好的組裝件一般不應(yīng)拆卸，如果工藝要求必須拆卸時(shí)，應(yīng)對(duì)各零件的相對(duì)位置做好標(biāo)記，以便重裝時(shí)，恢復(fù)原來的相對(duì)位置，保證其整體精度。由于標(biāo)記僅對(duì)徑向轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)識(shí)明顯有效，對(duì)軸向標(biāo)識(shí)無作用，故組裝件拆卸又重裝后，仍難保證恢復(fù)原來的平衡精度，例如靠噴丸面配合的轉(zhuǎn)子總成，若要想盡可能小地減少裝配誤差，必須對(duì)鎖緊力嚴(yán)加控制(例如對(duì)內(nèi)支承型轉(zhuǎn)子總成鎖緊力作好記錄等)。對(duì)于有些組裝件(如帶葉片的軸)則可在有測(cè)力和力偶的靜偶分離的平衡機(jī)上先對(duì)軸進(jìn)行平衡，找出矢量方向，然后有針對(duì)性地裝上葉片再進(jìn)行平衡，可大大減小不平衡去重量，保證外觀質(zhì)量。（4）不平衡量大的轉(zhuǎn)子的平衡可先進(jìn)行靜平衡，若在平衡機(jī)上進(jìn)行靜平衡，則

23、必須在滾輪支承上支承工件，利用重力作靜平衡?；蛳茸鞯退倨胶?，即降低正常的平衡轉(zhuǎn)速，以減小離心力進(jìn)行初平衡校正，然后再進(jìn)行正常轉(zhuǎn)速平衡。2.5主軸動(dòng)平衡的方法與應(yīng)用為了適應(yīng)目前高速加工的需要，主軸單元的動(dòng)平衡測(cè)試和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性起著至關(guān)重要的作用。主軸單元的動(dòng)平衡測(cè)試其目的就是使回轉(zhuǎn)體質(zhì)量均勻分布，以減少旋轉(zhuǎn)時(shí)由于不平衡產(chǎn)生的離心力。同時(shí)，防止主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生高溫，引起主軸軸承溫度升高，導(dǎo)致主軸軸承潤滑油稀釋，影響了主軸軸承使用壽命。如果不做主軸單元的動(dòng)平衡測(cè)試，主軸軸承過高的溫度，會(huì)引發(fā)主軸軸承配合間隙的增大，從而影響主軸精度。為了解決上述不利因素，設(shè)計(jì)主軸單元需考慮動(dòng)平衡測(cè)試時(shí)去重或增重

24、的合理位置，使用最有效的方法，使主軸單元達(dá)到動(dòng)平衡的標(biāo)準(zhǔn)要求或設(shè)計(jì)要求。主軸單元的動(dòng)平衡在動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行測(cè)試，做測(cè)試時(shí)通過感應(yīng)器傳遞信息，找出主軸單元不平衡的位置方向，然后在顯示方向上去重或在反方向上增重，最后使主軸單元達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求或設(shè)計(jì)要求。機(jī)床高速化的應(yīng)用和發(fā)展，要求主軸轉(zhuǎn)速提高。但機(jī)床主軸組零件在制造過程中，不可避免會(huì)因材質(zhì)不均勻、形狀不對(duì)稱、加工裝配誤差而導(dǎo)致重心偏離旋轉(zhuǎn)中心，使機(jī)床產(chǎn)生振動(dòng)和振動(dòng)力，引起機(jī)床噪聲、軸承發(fā)熱等。隨著轉(zhuǎn)速升高，不平衡引起的振動(dòng)越加激烈。由于機(jī)床主軸組件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的變形很小，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，故視其作為剛性轉(zhuǎn)子的平衡方法來處理。將轉(zhuǎn)子視作絕對(duì)剛體，且假定工作時(shí)，

25、不平衡離心力作用下的轉(zhuǎn)軸不會(huì)發(fā)生顯著變形。為此在這些條件下剛性轉(zhuǎn)子的許多復(fù)雜不平衡狀態(tài)，可簡(jiǎn)化為力系不平衡來處理，即可在任意選定的兩個(gè)平面上增加或減去兩個(gè)等效于u和u的動(dòng)平衡力使其平衡。剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡一般為低速動(dòng)平衡，一般選用第一臨界轉(zhuǎn)速的1/3以下。(1)進(jìn)行由不平衡引起的振動(dòng)、力、噪聲等現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)室試驗(yàn)，確定平衡程度。(2)通過計(jì)算求得作用到軸承上的不平衡力，達(dá)到軸承的允許限度時(shí)的允許不平衡，從而確定不平衡程度。2.6動(dòng)平衡的力學(xué)原理一般來說，回轉(zhuǎn)體的動(dòng)不平衡，如多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，其各部分質(zhì)心的偏移方向較復(fù)雜，但都可以視為多個(gè)圓盤組合而成，其根據(jù)力學(xué)等效原理，均可把多個(gè)圓盤的不平衡慣性

26、力簡(jiǎn)化到兩個(gè)平面上。如下圖軸所示，設(shè)在與轉(zhuǎn)于軸線垂直的任意兩平面上半徑分別為r、r處存在不平衡質(zhì)量m、m，則轉(zhuǎn)于在以角速度回轉(zhuǎn)過程中，兩不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的離心力分別為：f=mrf=mr圖2-1動(dòng)平衡力學(xué)原理簡(jiǎn)圖平衡機(jī)在近年來迅速普及、用途范圍越來越廣。其主要功能為：檢測(cè)并顯示轉(zhuǎn)子不平衡量的大小及位置，以指導(dǎo)操作者將不平衡量盡量去除，以使轉(zhuǎn)子達(dá)到平衡精度要求。2.7 現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡的原理及分計(jì)算分析2.7.1 現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡技術(shù)介紹所謂現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡是指旋轉(zhuǎn)機(jī)械在工作狀態(tài)下,對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)分析,并進(jìn)行平衡校正的一種平衡實(shí)驗(yàn)方法?，F(xiàn)場(chǎng)平衡法的優(yōu)點(diǎn)是:不需要拆卸機(jī)器、吊出轉(zhuǎn)子,不需要平衡機(jī)或?qū)嶒?yàn)臺(tái)等設(shè)備,可以避免因

27、拆卸和重新安裝引起的誤差 ,并且可以微量地補(bǔ)償轉(zhuǎn)子的腐蝕和磨損。必須指出,作為現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡的指標(biāo)是將失衡引起的振動(dòng),控制在允許的范圍之內(nèi),而并不要求完全消除不平衡。實(shí)際上,由于測(cè)量誤差、溫度波動(dòng)、磨損以及其他因素的影響,要達(dá)到完全的平衡幾乎是不可能的?，F(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡,主要是依據(jù)影響系數(shù)法。其基本思想是:轉(zhuǎn)子與軸承組成的振動(dòng)系統(tǒng)是一線性系統(tǒng),因此軸承的振動(dòng)響應(yīng)是各平衡面產(chǎn)生的不平衡量,引起的振動(dòng)響應(yīng)的線性疊加,其振動(dòng)響應(yīng)量前后軸承處的振動(dòng)影響,由此確定各影響系數(shù),從而求得應(yīng)該加(減)的平衡校正量。2.7.2 動(dòng)平衡計(jì)算分析轉(zhuǎn)子被劃分為剛性轉(zhuǎn)子和撓性轉(zhuǎn)子。如果轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于一階臨界轉(zhuǎn)速,稱其為剛性

28、轉(zhuǎn)子,反之為撓性轉(zhuǎn)子。剛性轉(zhuǎn)子和撓性轉(zhuǎn)子在動(dòng)力學(xué)特性方面有很大的不同,因而其相應(yīng)的平衡方法的差異也很大。對(duì)于撓性轉(zhuǎn)子,在任何情況下都必須進(jìn)行動(dòng)平衡。動(dòng)平衡計(jì)算,包括單面和雙面動(dòng)平衡計(jì)算。下圖為假定的剛性轉(zhuǎn)子,在校正面、上分別有不平衡量u和u,在位置 a、b處的傳感器,測(cè)量不平衡量u和u的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為x和 x,表示成:圖2-2 動(dòng)平衡計(jì)算模型 (1) (2)式中(i,j = 1 ,2)為影響系數(shù),斜體部分表示矢量。通常情況下,現(xiàn)場(chǎng)一般采用單面動(dòng)平衡法。對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行單面平衡時(shí),只需要考慮轉(zhuǎn)子的不平衡力,而不必考慮不平衡力偶。令則式(1)和(2)簡(jiǎn)化為： (3) (4)如果已知和或和就可以求出u?？梢?

29、單面平衡時(shí)只需其中任何一個(gè)方程即可求解。對(duì)于撓性轉(zhuǎn)子,其動(dòng)平衡與剛性轉(zhuǎn)子不同,因此對(duì)于撓性轉(zhuǎn)子,其不平衡離心慣性力所引起的轉(zhuǎn)子彎曲變形不能忽略,必須加以考慮。在不同的轉(zhuǎn)速下,由于離心慣性力的大小不一樣,因此轉(zhuǎn)子具有不同的彎曲變形。另一方面,由于轉(zhuǎn)子彎曲改變了原有的質(zhì)量分布,于是也就改變了離心力的分布。由此可見,撓性轉(zhuǎn)子的不平衡狀態(tài)是隨轉(zhuǎn)速不斷變化的,即使在某一轉(zhuǎn)速下平衡好的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,原有的平衡狀態(tài)也可能被破壞。從理論上講,要真正對(duì)撓性轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡,只有在沿轉(zhuǎn)子的軸向無窮多個(gè)平面上,加或減校正質(zhì)量,將轉(zhuǎn)子的各平面全部校正后,撓性轉(zhuǎn)子才能夠真正地達(dá)到平衡 ,也只有這樣,轉(zhuǎn)子在任一轉(zhuǎn)速下

30、,才能夠始終保持平衡。然而,事實(shí)上 ,這種平衡根本無法實(shí)現(xiàn) ,因此,實(shí)際對(duì)撓性轉(zhuǎn)子的平衡校正通常只能在幾個(gè)甚至一個(gè)轉(zhuǎn)速下進(jìn)行 ,并且也只能在有限的幾個(gè)或一個(gè)校正平面上增加或減少校正質(zhì)量。2.8剛性回轉(zhuǎn)件的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)法由動(dòng)平衡原理可知，軸向?qū)挾容^大的回轉(zhuǎn)件，必須分別在任意兩個(gè)回轉(zhuǎn)平面內(nèi)各加一個(gè)適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，才能使回轉(zhuǎn)件達(dá)到平衡。將回轉(zhuǎn)件裝在動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)，然后在兩個(gè)選定的平面內(nèi)確定所需平衡質(zhì)徑的大小和方位，從而使回轉(zhuǎn)件達(dá)到動(dòng)平衡的方法稱為動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)法。當(dāng)回轉(zhuǎn)體的時(shí)，以及有特殊要求的重要回轉(zhuǎn)件必須進(jìn)行動(dòng)平衡。剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡試驗(yàn)要在動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行。轉(zhuǎn)子的不平衡而產(chǎn)生的離心慣性力和慣性力偶矩，將使

31、轉(zhuǎn)子的支撐產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)，轉(zhuǎn)子支撐處振動(dòng)的強(qiáng)弱反映了轉(zhuǎn)子的不平衡情況。各類平衡機(jī)的工作原理都是通過測(cè)量轉(zhuǎn)子支撐處的振動(dòng)強(qiáng)度和相位來測(cè)定轉(zhuǎn)子的不平衡量的大小和方位的。由于可在兩個(gè)選定的平面上加重或減重進(jìn)行動(dòng)平衡，所以通過測(cè)量?jī)蓚€(gè)支撐處的振動(dòng)就可以知道兩平面的平衡結(jié)果。3 動(dòng)平衡機(jī)的發(fā)展3.1平衡機(jī)的發(fā)展史平衡機(jī)發(fā)展迄今已經(jīng)有一百多年的歷史。1866年，德國西門子公司發(fā)明了發(fā)電機(jī)。4年后，加拿大人henry martinson申請(qǐng)了平衡技術(shù)的專利，拉開了平衡校正產(chǎn)業(yè)的序幕。1907年，franz lawaczek博士把改良的平衡技術(shù)提供給了carl schenck先生，后者在1915年制作了第一臺(tái)雙

32、面平衡機(jī)。直到上世紀(jì)末40年代，所有的平衡工序都是在采用純機(jī)械的平衡設(shè)備上進(jìn)行的。轉(zhuǎn)子的平衡轉(zhuǎn)速通常取振動(dòng)系統(tǒng)的共振轉(zhuǎn)速，以使振幅最大。在這種方式下測(cè)量轉(zhuǎn)子平衡，測(cè)量誤差較大，也不安全。任何一種儀器儀表產(chǎn)品都會(huì)有其精度極限，平衡機(jī)也不例外。目前，國產(chǎn)的大多數(shù)平衡機(jī)，其測(cè)量精度都在微米級(jí)，而國內(nèi)的普通機(jī)加工最高水平大都停留在十倍微米（絲、道）級(jí)上。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和剛性轉(zhuǎn)子平衡理論的普及，五十年代后大部分平衡設(shè)備都采用了電子測(cè)量技術(shù)。平面分離電路技術(shù)的平衡機(jī)有效的消除了平衡工件左右面的相互影響。直到七十年代，硬支承平衡機(jī)的出現(xiàn)可以認(rèn)為是平衡機(jī)發(fā)展史上的一次飛躍。它采用靜態(tài)下的平衡尺寸設(shè)定，消除

33、了傳統(tǒng)軟支承平衡機(jī)需頻繁的動(dòng)態(tài)調(diào)整的不便，形成了永久定標(biāo)的平衡機(jī)。八十年代，壓電傳感器技術(shù)又給平衡機(jī)的發(fā)展帶來一次革命。采用這種技術(shù)的平衡機(jī)在不需要非常高速的平衡領(lǐng)域基本取代了軟支承平衡機(jī)。目前，隨著微機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，將平衡機(jī)又帶入一個(gè)嶄新的時(shí)代，平衡機(jī)在性能、精度、可操作性方面均有了顯著的提高。平衡機(jī)已經(jīng)集光、電、機(jī)各方面的技術(shù)于一身。并且在電動(dòng)工具、機(jī)械制造、風(fēng)機(jī)、電機(jī)、造紙、紡織、家用電器、冶金等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。從牛頓運(yùn)動(dòng)定律知道，任何物體在勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)體內(nèi)各個(gè)質(zhì)點(diǎn)，都有將產(chǎn)生離心慣性力，簡(jiǎn)稱離心力，盤狀轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子是以角速度作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則轉(zhuǎn)子體內(nèi)任一質(zhì)點(diǎn)都將產(chǎn)生離心力f，則離

34、心力，這無數(shù)個(gè)離心力組成一個(gè)慣性力系作用在軸承上，形成轉(zhuǎn)子對(duì)軸承的動(dòng)壓力，其大小則決定于轉(zhuǎn)子質(zhì)量的分布情況。如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)量對(duì)轉(zhuǎn)軸對(duì)稱分布，則動(dòng)壓力為零，即各質(zhì)量的離心力互相平衡。否則將產(chǎn)生動(dòng)壓力，尤其在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)壓力是很大的。因此，對(duì)旋轉(zhuǎn)體特別是高速旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行動(dòng)平衡校正是必須的。3.2動(dòng)平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子的不平衡問題，簡(jiǎn)單地說，就是由于轉(zhuǎn)子的重心偏離了轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)幾何中心線。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)由此產(chǎn)生的離心力隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，從而激發(fā)轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子的安裝基礎(chǔ)（如：軸承座、機(jī)座、機(jī)箱、車身等）產(chǎn)生振動(dòng)。所以，也可以說：平衡機(jī)的主要功能就是檢測(cè)轉(zhuǎn)子重心對(duì)轉(zhuǎn)子幾何中心線的偏移量。平衡機(jī)是一種檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體動(dòng)平衡的檢測(cè)設(shè)

35、備。從結(jié)構(gòu)上講，主要是由機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電氣測(cè)量系統(tǒng)等三大部件組成。 機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)主要功能是支承轉(zhuǎn)子，并允許轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生有規(guī)則的振動(dòng)。振動(dòng)的物理量經(jīng)傳感器檢測(cè)后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送入測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行處理。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要功能是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子在額定的平衡轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。目前常見的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有萬向聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)和圈帶驅(qū)動(dòng)。萬向聯(lián)軸節(jié)因本身結(jié)構(gòu)中存在間隙和與工件安裝時(shí)存在安裝幾何偏差，這些誤差將直接影響工件的平衡精度，在特大工件時(shí)和心軸安裝時(shí)更為突出。因此，萬向聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)主要用于普通的、平衡精度要求不是很高的臥式平衡機(jī)。 在圈帶驅(qū)動(dòng)中，由于傳動(dòng)帶具有減振作用，能減少驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的振動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)子的影響，且轉(zhuǎn)子不需

36、要在平衡機(jī)上作準(zhǔn)備，也不需要附加連接件如螺栓、插銷等轉(zhuǎn)換固定裝置，因此安裝迅速。與萬向節(jié)驅(qū)動(dòng)相比，它不存在結(jié)構(gòu)間隙及安裝幾何偏差，能大大的提高測(cè)量精度。 電氣測(cè)量系統(tǒng) 是的主要功能是處理由傳感器來的電信號(hào)，顯示出轉(zhuǎn)子不平衡量所處的位置和大小。它是平衡機(jī)中的關(guān)鍵部件，其好壞直接影響平衡機(jī)的性能。型測(cè)量系統(tǒng)是在吸收國內(nèi)外平衡機(jī)頂尖技術(shù)的基礎(chǔ)上和國內(nèi)多所大中院校聯(lián)系自行設(shè)計(jì)、開發(fā)的平衡機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，工業(yè)計(jì)算機(jī)（單片機(jī)）控制系統(tǒng)，采用臺(tái)灣、日本、美國多種電子元件及芯片，用先進(jìn)的技術(shù)制造，能保障系統(tǒng)高效率、高安全、長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。3.3動(dòng)平衡機(jī)的分類平衡機(jī)的種類很多，就其機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)分類，目前所見

37、的不外乎兩大類：硬支承平衡機(jī)和軟支承平衡機(jī)。硬支承平衡機(jī)是指平衡轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于參振系統(tǒng)共振頻率的平衡機(jī)。而軟支承平衡機(jī)則是平衡轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)大于參振系統(tǒng)共振頻率的平衡機(jī)。簡(jiǎn)單來說，硬支承平衡機(jī)的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)剛度大，外力不能使其自由擺動(dòng)。軟支承平衡機(jī)的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)剛度小，一般來說，外力可以使其自由擺動(dòng)。平衡機(jī)從原理方面可以分為硬支承平衡機(jī)、軟支承平衡機(jī)、半硬支承平衡機(jī)。硬支承平衡機(jī)是平衡轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于參振系統(tǒng)共振頻率的平衡機(jī)。平衡校驗(yàn)時(shí)，支承擺架相對(duì)處于“硬”狀態(tài)，因此轉(zhuǎn)子可以在接近實(shí)際軸承條件下進(jìn)行平衡校正。具有操作簡(jiǎn)便、安全性能好的特點(diǎn)。 軟支承平衡機(jī)是平衡轉(zhuǎn)速大于參振系統(tǒng)共振頻率的平衡機(jī)。平衡校驗(yàn)時(shí)，支承

38、擺架相對(duì)處于“軟”狀態(tài)，因此轉(zhuǎn)子校驗(yàn)平衡時(shí)。支承條件與實(shí)際軸承工作條件不同。具有測(cè)量精度高的特點(diǎn)。半硬支承平衡機(jī)是平衡轉(zhuǎn)速在0.30.5倍參振系統(tǒng)共振頻率之間的平衡機(jī)。同時(shí)具有有硬支承平衡機(jī)支承剛度高的特點(diǎn)，又有軟支承平衡機(jī)精度高的優(yōu)點(diǎn)。平衡機(jī)從應(yīng)用方面分可分為立式平衡機(jī)和臥式平衡機(jī)；專用平衡機(jī)和通用平衡機(jī) (含萬向節(jié)傳動(dòng)平衡機(jī))。臥式平衡機(jī)是被平衡轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸在平衡機(jī)上呈水平狀態(tài)的平衡機(jī)。適用于有轉(zhuǎn)軸或可裝配工藝軸的轉(zhuǎn)子，如機(jī)床主軸、滾筒、風(fēng)機(jī)、增壓器、電機(jī)轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)等等。平衡機(jī)從應(yīng)用方面分可分為立式平衡機(jī)和臥式平衡機(jī)；通用平衡機(jī)和專用平衡機(jī)。立式平衡機(jī)是被平衡轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸在平衡機(jī)上呈垂直

39、狀態(tài)下的平衡機(jī)。適用于轉(zhuǎn)子本身不具轉(zhuǎn)軸的盤狀工件如齒輪、風(fēng)葉、水泵葉輪、汽車飛輪、皮帶輪、砂輪等盤類零件。通用平衡機(jī)是指能對(duì)形狀和支承形式比較規(guī)則的轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡的平衡機(jī)。通用平衡機(jī)操作簡(jiǎn)單，效率也較高。專用平衡機(jī)是能對(duì)支承形式和外觀與一般轉(zhuǎn)子不同的轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡的平衡機(jī)，例如特別針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，汽車的傳動(dòng)軸進(jìn)行設(shè)計(jì)的平衡機(jī)，功能專一。3.4動(dòng)平衡機(jī)的工作原理平衡機(jī)是測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體(轉(zhuǎn)子)不平衡量大小和位置的機(jī)器。何轉(zhuǎn)子在圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于相對(duì)于軸線的質(zhì)量分布不均勻而產(chǎn)生離心力。這種不平衡離心力作用在轉(zhuǎn)子軸承上會(huì)引起振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲和加速軸承磨損，以致嚴(yán)重影響產(chǎn)品的性能和壽命。電機(jī)轉(zhuǎn)子、機(jī)床主

40、軸、內(nèi)燃機(jī)曲軸、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、陀螺轉(zhuǎn)子和鐘表擺輪等旋轉(zhuǎn)零部件在制造過程中，都需要經(jīng)過平衡才能平穩(wěn)正常地運(yùn)轉(zhuǎn)。 根據(jù)平衡機(jī)測(cè)出的數(shù)據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)子的不平衡量進(jìn)行校正，可改善轉(zhuǎn)子相對(duì)于軸線的質(zhì)量分布，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)或作用于軸承上的振動(dòng)力減少到允許的范圍之內(nèi)。因此，平衡機(jī)是減小振動(dòng)、改善性能和提高質(zhì)量的必不可少的設(shè)備。通常，轉(zhuǎn)子的平衡包括不平衡量的測(cè)量和校正兩個(gè)步驟，平衡機(jī)主要用于不平衡量的測(cè)量，而不平衡量的校正則往往借助于鉆床、銑床和點(diǎn)焊機(jī)等其他輔助設(shè)備，或用手工方法完成。有些平衡機(jī)已將校正裝置做成為平衡機(jī)的一個(gè)部分。把剛性回轉(zhuǎn)體安裝在動(dòng)平衡機(jī)的彈性支承上，使回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)。根椐支承的不同情況，(通過回

41、轉(zhuǎn)體的周期性機(jī)械振動(dòng)信號(hào)變?yōu)殡姼行盘?hào))測(cè)量出支承的振動(dòng)和支反力。用分離解算電路，計(jì)算出回轉(zhuǎn)體的不平衡量，再對(duì)回轉(zhuǎn)體進(jìn)行加重或去重，直至平衡量達(dá)到要求。圖3-1動(dòng)平衡工作原理圖3.5動(dòng)平衡機(jī)常用術(shù)語（1）不平衡量轉(zhuǎn)子某平面上不平衡量的量值大小，不涉及不平衡的角度位置。它等于不平衡質(zhì)量和其質(zhì)心至轉(zhuǎn)子軸線的乘積。不平衡量單位是g.mm或者g.cm，俗稱“重徑積”。（2）不平衡相位：轉(zhuǎn)子某平面上的不平衡質(zhì)量相對(duì)于給定極坐標(biāo)的角度值。（3）不平衡度：轉(zhuǎn)子單位質(zhì)量的不平衡量，單位是gmm/kg。在靜不平衡時(shí)相當(dāng)于轉(zhuǎn)子的質(zhì)量偏心距，單位為m。（4）初始不平衡量：平衡前轉(zhuǎn)子上存在的不平衡量。（5）許用不平衡量

42、：為保證旋轉(zhuǎn)機(jī)械正常工作所允許的轉(zhuǎn)子剩余不平衡量。該指標(biāo)用不平衡度表示時(shí)，稱為許用不平衡度（亦稱許用不平衡率）。（6）剩余不平衡量：平衡校正后轉(zhuǎn)子上的剩余不平衡量。（7）校正半徑：校正平面上校正質(zhì)量的質(zhì)心到轉(zhuǎn)子軸線的距離，一般用mm表示。（8）校正平面的干擾（相互影響）：在給定轉(zhuǎn)子某一校正面上不平衡量的變化引起另一校正平面上平衡機(jī)指示值的改變（有時(shí)稱為平面分離影響）（9）最小可達(dá)剩余不平衡量（）：最小可達(dá)剩余不平衡量（）。單位是g.mm。其意義是指平衡機(jī)能使轉(zhuǎn)子達(dá)到的剩余不平衡量的最小值。是衡量平衡機(jī)最高平衡能力的性能指標(biāo)。當(dāng)該指標(biāo)用不平衡度表示時(shí)，稱為最小可達(dá)剩余不平衡度。（單位g.mm/k

43、g）（10）不平衡量減少率（）經(jīng)過一次平衡校正所減少的不平衡量與初始不平衡量之比值。它是衡量平衡機(jī)效率的性能指標(biāo)，以百分?jǐn)?shù)表示：式中：初始不平衡量一次平衡校正后的剩余不平衡量（11）不平衡力偶干擾比單面平衡機(jī)抑止不平衡力偶影響的性能指標(biāo)。轉(zhuǎn)子單位質(zhì)量的不平衡量，單位是g.mm/kg。在靜不平衡時(shí)相當(dāng)于轉(zhuǎn)子的質(zhì)量偏心距，單位為m。（12）校驗(yàn)轉(zhuǎn)子為校驗(yàn)平衡機(jī)性能而設(shè)計(jì)的剛性轉(zhuǎn)子。其質(zhì)量、大小、尺寸均有規(guī)定，分立式和臥式兩種。立式轉(zhuǎn)子質(zhì)量為11、35、110 kg。臥式轉(zhuǎn)子質(zhì)量為5、1.6、50、160、500kg。3.6平衡機(jī)的一般工作條件（1）室內(nèi)溫度在535范圍內(nèi)； （2）相對(duì)濕度不超過85

44、；（3）電源電壓的波動(dòng)量不應(yīng)超過名義值的10；（4）安裝緊固在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，安裝水平度在0.2/1000以內(nèi)；（5）平衡機(jī)周圍無振動(dòng)源干擾、無電磁輻射、無腐蝕性介質(zhì)的車間場(chǎng)地。3.7平衡機(jī)選擇的知識(shí)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的多樣化，其產(chǎn)生的振動(dòng)問題、噪聲問題、機(jī)械壽命等的要求日益嚴(yán)格，必須針對(duì)不同的旋轉(zhuǎn)工件選用適于各自特點(diǎn)的動(dòng)平衡機(jī)，并進(jìn)行相應(yīng)的不平衡校正。選型的一般原則:第一步：選擇動(dòng)平衡機(jī)，應(yīng)該先確定轉(zhuǎn)子的平衡等級(jí)。根據(jù)旋轉(zhuǎn)工件的外形特征，選擇臥式或立式動(dòng)平衡機(jī)，參考前面動(dòng)平衡機(jī)分類，當(dāng)然，如果有特殊的要求，還可以按照實(shí)際需要設(shè)計(jì)制造。第二步：根據(jù)工件的大小選型，如工件的外徑、長(zhǎng)度和重量等特征參數(shù)，選擇動(dòng)

45、平衡機(jī)型號(hào)，如5、16、50、160型等，數(shù)字表示工件最大質(zhì)量，一般選定數(shù)字1/3到2/3動(dòng)平衡效果較好，最大或最小值都可做，但不一定能滿足工件的精度。平衡機(jī)的測(cè)量精度在微米的數(shù)量級(jí)以上，而工件的幾何加工精度在1絲-10絲之間，也就是說在10微米100微米之間。從這個(gè)數(shù)量級(jí)的具體意義來看，轉(zhuǎn)子的平衡精度主要決定于工藝軸的幾何加工精度。下面就幾何偏心引起的誤差舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：設(shè)：轉(zhuǎn)子的質(zhì)量公斤， 工藝軸的加工跳動(dòng)為5絲50微米 轉(zhuǎn)子的校正半徑為 250 毫米 那么，由工藝軸的跳動(dòng)引起的不平衡質(zhì)量 由此看來，5 絲的精度有如此大的影響，而 5 絲的保證已經(jīng)有所不易，所以平衡工藝軸的加工一定要經(jīng)過磨

46、削工藝，這樣才能保證平衡的最終精度目的。 3.8校準(zhǔn)原理平衡機(jī)的校準(zhǔn)包括三項(xiàng)內(nèi)容系統(tǒng)不平衡量大小和相位的校準(zhǔn)靈敏度的校準(zhǔn)零點(diǎn)相位校準(zhǔn)，首先是系統(tǒng)不平衡量大小和相位的校準(zhǔn)。假設(shè)經(jīng)過高精度平衡的校驗(yàn)轉(zhuǎn)子不平衡量為零，當(dāng)僅僅放上校驗(yàn)轉(zhuǎn)子時(shí)，這時(shí)仍然有振動(dòng)信號(hào)，分析可知振動(dòng)信號(hào)是在系統(tǒng)不平衡矢量和校驗(yàn)轉(zhuǎn)子不平衡矢量的合矢量轉(zhuǎn)子中不平衡量的來源和表示方法。一個(gè)轉(zhuǎn)子在設(shè)計(jì)上一般都使它相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線是軸對(duì)稱的。但是由于工藝上的一系列因素，最后裝配完畢的轉(zhuǎn)子總是不能做到動(dòng)力上的完全軸對(duì)稱，也就是存在一定的不平衡量。3.9動(dòng)平衡機(jī)的技術(shù)革新由于撓性轉(zhuǎn)子的廣泛應(yīng)用，人們研制出了撓性轉(zhuǎn)子平衡機(jī)。這類平衡機(jī)必須在轉(zhuǎn)子

47、工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速；除能測(cè)量支承的振動(dòng)或振動(dòng)力外，還能測(cè)量轉(zhuǎn)子的撓曲變形。撓性轉(zhuǎn)子平衡機(jī)有時(shí)安裝在真空防護(hù)室內(nèi)，以適合汽輪機(jī)之類轉(zhuǎn)子的平衡，它配備有抽真空系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、潤滑油除氣系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等龐大的輔助設(shè)備。動(dòng)平衡測(cè)試技術(shù)是隨著旋轉(zhuǎn)機(jī)械的制造和使用中提出來的。計(jì)算機(jī)的發(fā)展為虛擬儀器的應(yīng)用提供了可能，用“軟件代替硬件”的虛擬儀器實(shí)現(xiàn)了對(duì)動(dòng)平衡量的測(cè)量，提高了測(cè)試精度同時(shí)降低了成本。動(dòng)平衡測(cè)試技術(shù)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障檢測(cè)與診斷技術(shù)的一個(gè)重要分支，廣泛應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械中轉(zhuǎn)子不平衡量的校正，已經(jīng)成為轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)中重要的學(xué)科。據(jù)統(tǒng)計(jì)在所有旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障中，約30%是由于轉(zhuǎn)子的不平衡引起的，

48、它是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中出現(xiàn)頻率最高的故障之一。不平衡轉(zhuǎn)子在支承上造成的動(dòng)載荷，將會(huì)引起整個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)，產(chǎn)生噪音，加速軸承磨損，造成轉(zhuǎn)子部分高頻疲勞破壞和支承部分的部件強(qiáng)迫振動(dòng)損壞，降低旋轉(zhuǎn)機(jī)械的壽命，甚至使整個(gè)機(jī)器控制失靈，發(fā)生嚴(yán)重事故。因此對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡， 可以極大地提高系統(tǒng)的安全性。雖然動(dòng)平衡機(jī)的出現(xiàn)已有100多年的歷史，但是動(dòng)平衡機(jī)都存在平衡時(shí)精度不高，無形中延長(zhǎng)了動(dòng)平衡測(cè)試的操作周期，提高了測(cè)試的費(fèi)用，影響了生產(chǎn)的效率。計(jì)算機(jī)的發(fā)展為虛擬儀器提供了硬件支持，在虛擬技術(shù)的沖擊下，測(cè)量?jī)x器和測(cè)試技術(shù)發(fā)生了巨大變革?，F(xiàn)代測(cè)試技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)等和動(dòng)平衡技術(shù)

49、相結(jié)合，研制以計(jì)算機(jī)為核心的虛擬動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)，已成為今后發(fā)展的方向。用labview軟件設(shè)計(jì)的測(cè)試系統(tǒng)完成對(duì)動(dòng)平衡的測(cè)量和計(jì)算，提高測(cè)試精度的同時(shí)降低了生產(chǎn)的成本。虛擬動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)整個(gè)動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)是由剛性支承動(dòng)平衡機(jī)、傳感器、信號(hào)預(yù)處理、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)等五大部分組成。測(cè)量系統(tǒng)總體框圖如圖3-3所示。左、右兩支承處的振動(dòng)傳感器將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，經(jīng)隔直濾波和增益控制后輸入到數(shù)據(jù)采集卡。同時(shí)由一小型聯(lián)軸節(jié)與試驗(yàn)機(jī)車頭主軸尾端相連的1個(gè)永磁小型基準(zhǔn)訊號(hào)發(fā)電機(jī)發(fā)出與工件轉(zhuǎn)速同頻率的基準(zhǔn)相位信號(hào)經(jīng)過預(yù)處理后也輸入到數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡中的a/d轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)送入虛擬儀器軟

50、件包進(jìn)行分析處理、平衡解算，最后顯示出不平衡量的大小和相位，據(jù)此來實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子的不平衡的校正。振動(dòng)傳感器隔直濾波增益控制基準(zhǔn)信號(hào)傳感器參考通道pc2003數(shù)據(jù)采集卡pc機(jī)虛擬儀器平臺(tái)圖3-3虛擬動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖硬件由信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡和pc機(jī)組成，信號(hào)調(diào)理包括放大和濾波，通過調(diào)理電路，放大傳感器輸出的微弱信號(hào)，濾除干擾信號(hào)，為數(shù)據(jù)采集卡中a/d轉(zhuǎn)換提供適當(dāng)幅度的輸入模擬信號(hào)。數(shù)據(jù)采集卡采用pci2003，該數(shù)據(jù)采集卡是一種基于pci總線的數(shù)據(jù)采集卡，可直接插在ibm-pc/at或與之兼容的計(jì)算機(jī)內(nèi)的任一pci插槽中，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心等各種領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集、波形分析和處理

51、系統(tǒng)，也可構(gòu)成工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)采用piii計(jì)算機(jī)。該系統(tǒng)以pc機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡為通用硬件平臺(tái)，與傳統(tǒng)儀器相比具有便于維護(hù)，降低成本等優(yōu)點(diǎn)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)的更新和功能的擴(kuò)展。多功能動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x是以mcs-96系列8098單片機(jī)為核心的一種基于微電子技術(shù)的數(shù)字化功能動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x。該儀器采用16位單片機(jī)、點(diǎn)陣式液晶顯示屏、硬件濾波和軟件濾波相結(jié)合的方法,使其具有操作簡(jiǎn)單、顯示直觀、精度高以及性能好的特點(diǎn)。該動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x總體結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。振動(dòng)傳感器測(cè)出支承兩端的動(dòng)載荷信號(hào),經(jīng)光電信號(hào)處理電路進(jìn)行整形,經(jīng)振動(dòng)信號(hào)處理電路儀采用軟件濾波和硬件濾波相結(jié)合的方法,采用開進(jìn)行信號(hào)變換、濾波及調(diào)

52、整后得到與轉(zhuǎn)子同頻率的關(guān)電容有源濾波集成電路組成的四階帶通濾波器進(jìn)正弦信號(hào)和方波信號(hào),再送給8098放大和倍頻等單片機(jī),獲得不行濾波,轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)128倍頻后作為濾波器的外部處理后,分別送振動(dòng)信號(hào)處理電路和8098單片機(jī),用于控制跟蹤濾波以及振動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)速和振動(dòng)信號(hào)的幅值、相位測(cè)量。鍵盤、顯示器一方面用來控制動(dòng)平衡儀的運(yùn)行,一方面顯示儀器的運(yùn)行結(jié)果。各處理電路之間的信號(hào)靠系統(tǒng)總線來傳遞。圖3-4多功能動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x總體的結(jié)構(gòu)框圖4 實(shí)例應(yīng)用4.1試驗(yàn)用儀器介紹yyw-300a型硬支承平衡機(jī)是一種用途廣泛的通用動(dòng)平衡機(jī)，它具有效率高、操作簡(jiǎn)易、直接同時(shí)顯示不平衡量的克數(shù)和相位等特點(diǎn)，是一種較為先進(jìn)的

53、動(dòng)平衡機(jī)。硬支承動(dòng)平衡機(jī)的最大特點(diǎn)是根據(jù)各種不同類型轉(zhuǎn)子的幾何尺寸，校正平面和支撐軸承之間的距離進(jìn)行調(diào)整。使經(jīng)一次啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后既能正確地顯示出不平衡量的克數(shù)及相位，因此它十分適用于多品種小批量轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡校驗(yàn)。（1）采用光點(diǎn)矢量瓦特表作為顯示儀表，顯示直觀，能記憶顯示量；（2）測(cè)量系統(tǒng)采用線性集成電路，性能穩(wěn)定、可靠；（3）機(jī)電換能器采用杠桿機(jī)械放大式磁電速度傳感器，其特點(diǎn)是輸出不平衡振幅較大，性能穩(wěn)定可靠；（4）采用雙通道測(cè)量系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單、測(cè)量迅速；（5）設(shè)計(jì)有較低的轉(zhuǎn)速（325轉(zhuǎn)/分），試件軸頸范圍較大可達(dá)180毫米，若備有矢量分解標(biāo)度盤，對(duì)校驗(yàn)如曲軸和需作適量分解平衡的轉(zhuǎn)子，以及初始不平

54、衡量較大的轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡提供方便。主要技術(shù)性能精度指標(biāo)：（1）每校正平面最小可達(dá)剩余不平衡量 （2）不平衡減少率不平衡力從測(cè)量平面到校正平面上的換算：在“硬支承動(dòng)平衡機(jī)”中，軸承支架的剛性很大，由轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻所產(chǎn)生的離心力，不能使軸承支架產(chǎn)生擺動(dòng)，因而轉(zhuǎn)子和軸承支架幾乎不產(chǎn)生振動(dòng)偏移，這樣“不平衡力”就可以被認(rèn)為是作用在簡(jiǎn)支梁上的“精力”，因此能用單純靜力學(xué)的原理來分析轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡條件。根據(jù)剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡原理，一個(gè)東不平衡的剛性轉(zhuǎn)子總可以在與旋轉(zhuǎn)軸線垂直而不與轉(zhuǎn)子重心重合的兩個(gè)校正平面上減去或加上適當(dāng)?shù)闹亓縼磉_(dá)到動(dòng)平衡，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，支架上的軸承受到了“不平衡”的交變動(dòng)壓力，它包含著“動(dòng)平衡

55、”的的大小和相位的信息?！坝仓С袆?dòng)平衡機(jī)”檢測(cè)的是不平衡產(chǎn)生的離心力，由于采用速度傳感器，因此它的測(cè)量靈敏度與平衡轉(zhuǎn)速成立方比增減，而與轉(zhuǎn)子重量或軸承支架重量無關(guān)（因?yàn)樗俣葌鞲衅鞯妮敵雠c速度成正比，而離心力與轉(zhuǎn)速平方成正比，因而不平衡由傳感器輸出的訊號(hào)與轉(zhuǎn)速成立方比）。4.2實(shí)驗(yàn)?zāi)康母鶕?jù)實(shí)驗(yàn)確定平衡品質(zhì)并加以校正。用實(shí)驗(yàn)來確定所需平衡品質(zhì)通常用于大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)子的平衡工藝過程。通過試驗(yàn)取得數(shù)據(jù)，確定恰當(dāng)?shù)钠胶馄焚|(zhì)，有利于提高大批量制造轉(zhuǎn)子的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平。有特殊要求的轉(zhuǎn)子有時(shí)也需通過試驗(yàn)來確定其平衡品質(zhì)。4.3實(shí)驗(yàn)步驟總電源接通電源后，“啟動(dòng)”按鈕指示燈即亮，說明機(jī)器已通電，將車頭左側(cè)的變速轉(zhuǎn)換開

56、關(guān)撥到中速檔，此時(shí)按下“啟動(dòng)”按鈕，電動(dòng)機(jī)即能拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。停車時(shí)，可以按“停止”按鈕，也可以直接按下車頭右側(cè)的制動(dòng)手柄，制動(dòng)后需將手柄抬起，否則下次不能再啟動(dòng)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)椋河绍囄蚕蜍囶^看，轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。平衡轉(zhuǎn)子前，應(yīng)先接通電測(cè)箱電源，預(yù)熱15分鐘后方可開始校平衡。面板右下側(cè)為輕重相位開關(guān)，其位置是按工件平衡的需要來進(jìn)行調(diào)整，“輕”相當(dāng)于缺重引起的不平衡，這個(gè)缺重由外加材料來補(bǔ)償。“重”相當(dāng)于超重引起的不平衡，這個(gè)超重由去料（鉆、銑等）來補(bǔ)償。平衡的修正量（或稱校正量）為光點(diǎn)在瓦特表標(biāo)度盤上的指示值讀數(shù)（以格數(shù)表示）與靈敏度開關(guān)按鈕所表示的靈敏度（克/格）的乘積。偏心距和不平衡量的關(guān)系：本機(jī)所指示的轉(zhuǎn)子不平衡量為克.毫米，當(dāng)以偏心距（微米）來衡量轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡精度時(shí)，這兩者之間可以相互換算。圖4-1 試驗(yàn)用yyw-300a型硬支承平衡機(jī)電測(cè)箱面板上分別有電源開關(guān)開、速度選擇開關(guān)、靈敏度開關(guān)、縱向零