動平衡均勻性介紹

1、1. 什么是平衡?不平衡是如何產(chǎn)生的不平衡是如何產(chǎn)生的 ? ? 回轉(zhuǎn)體的質(zhì)量分布不均勻回轉(zhuǎn)體的質(zhì)量分布不均勻（ （即偏心即偏心）。）。質(zhì)量分布偏離質(zhì)心狀態(tài)的回轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生離心力，質(zhì)量分布偏離質(zhì)心狀態(tài)的回轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生離心力，是引起振動是引起振動、發(fā)生噪音等的原因之一發(fā)生噪音等的原因之一。 。 不平衡產(chǎn)生的位置不平衡產(chǎn)生的位置 確切地很難說清楚明確的位置。但是可以簡單地設定一個測定基準面確切地很難說清楚明確的位置。但是可以簡單地設定一個測定基準面。 。 TIRETIRE的情況下，通常把的情況下，通常把 BEADBEAD 面作為基準面面作為基準面。 。 何為平衡測定機械何為平衡測定機械 ? ? 重力式平

2、衡機重力式平衡機（ （非回轉(zhuǎn)式非回轉(zhuǎn)式） ） : : 靜平衡靜平衡 只能測定單面只能測定單面、 、 難以得到穩(wěn)定的靈敏度和精度難以得到穩(wěn)定的靈敏度和精度 離心力式平衡機離心力式平衡機（ （回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式） ） : : 動平衡動平衡 單面和兩面單面和兩面 ( (以測定方法區(qū)分以測定方法區(qū)分) ) 1.什么是平衡?不平衡的種類不平衡的種類 靜不平衡靜不平衡靜靜 : : STATIC STATIC UNBALANCE (g-cm)UNBALANCE (g-cm) (g)(g) 重心慣性主軸與旋轉(zhuǎn)軸處于平行狀態(tài)所產(chǎn)生的不平衡。重心慣性主軸與旋轉(zhuǎn)軸處于平行狀態(tài)所產(chǎn)生的不平衡。 偶不平衡：偶不平衡： COU

3、PLE COUPLE UNBALANCE (g-cm-cmUNBALANCE (g-cm-cm) ) (g)(g) 重心慣性主軸在質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)軸相交所產(chǎn)生的不平衡。重心慣性主軸在質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)軸相交所產(chǎn)生的不平衡。 動不平衡：動不平衡： DYNAMIC DYNAMIC UNBALANCE (g)UNBALANCE (g) (g-cm)(g-cm) 重心慣性主軸不與旋轉(zhuǎn)軸平行，而且交點不通過質(zhì)心，重心慣性主軸不與旋轉(zhuǎn)軸平行，而且交點不通過質(zhì)心，因此平衡運動形成的圓錐體的頂點也不在旋轉(zhuǎn)軸上，而產(chǎn)生的不平衡。因此平衡運動形成的圓錐體的頂點也不在旋轉(zhuǎn)軸上，而產(chǎn)生的不平衡。 軟式支撐平衡機軟式支撐平衡機 :

4、測定轉(zhuǎn)速頻率高于測定平臺的固有振動頻率時測定轉(zhuǎn)速頻率高于測定平臺的固有振動頻率時 硬式支撐平衡機硬式支撐平衡機: : 測定轉(zhuǎn)速頻率低于測定平臺的固有振動頻率時測定轉(zhuǎn)速頻率低于測定平臺的固有振動頻率時 ( (根據(jù)測定臺的構(gòu)造區(qū)分根據(jù)測定臺的構(gòu)造區(qū)分) ) 1.什么是平衡?不平衡量的單位不平衡量的單位 (SI(SI單位體系單位體系） ） 同樣的不平衡量，也有各種各樣的表示方法同樣的不平衡量，也有各種各樣的表示方法。 。 不平衡的質(zhì)量表示單位不平衡的質(zhì)量表示單位： g g 表現(xiàn)動態(tài)量的單位表現(xiàn)動態(tài)量的單位： ： g-cm g-cm 表現(xiàn)偏離質(zhì)心距離的單位表現(xiàn)偏離質(zhì)心距離的單位： ： mm 不平衡計算

5、不平衡計算 偏離質(zhì)心的距離偏離質(zhì)心的距離： ： m m x x R R m m ： ： 不平衡量不平衡量 (g)(g) M M/2 /2 R R ： ： 修正面半徑修正面半徑( (測測定基準面半徑定基準面半徑)(mm) )(mm) M M ： ： WORK WORK 重量重量 (Kg)(Kg) （ （2 2面測定：分母面測定：分母 /2)/2) ( (単面測定：分母単面測定：分母 ) ) 1.什么是平衡？波形信號系統(tǒng)図波形信號系統(tǒng)図 主軸主軸輪胎 放大器放大器濾波器濾波器CPUCPU 伺服放大器旋轉(zhuǎn)編碼旋轉(zhuǎn)編碼器器PLCPLC PMC PMC輪轂傳感器伺服電機伺服電機平平皮帶皮帶 皮帶輪皮帶輪

6、 旋轉(zhuǎn)連接旋轉(zhuǎn)連接(2CH)(2CH)RS 232CRS 232CMODULEMODULERSRSININOUTOUTPIPIPOPO 單單方向方向力感知器力感知器( (圧電素子圧電素子式式 力力感知器感知器) )A/D A/D 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換1.什么是平衡？不平衡的測定方法（換算方法）不平衡的測定方法（換算方法） 不平衡的不平衡的測測定方法定方法、 、從很早就有人采用了從很早就有人采用了同期整流方式（同期整流方式（WATT METER WATT METER 方式方式)。 該該方法，將振方法，將振動動波形分波形分檢為檢為SINSIN成分、成分、COSCOS成分成分， ，在在坐坐標標的第一象限演算合成

7、的第一象限演算合成為為性方向性方向的的A AMP. GAIN。 。 (半波形測定）半波形測定） GAIN GAIN 的的絕對絕對零點受零點受諸諸多條件的影響，容易多條件的影響，容易產(chǎn)產(chǎn)生生OFFSETOFFSET（與與設設定定值值的偏離）的的偏離）的誤誤差差。 。 我社的我社的測測定方法是定方法是、 、不依不依賴賴于于ZEROZERO點點OFFSETOFFSET的的 PEAK TO PEAK PEAK TO PEAK （峰（峰值值到峰到峰值值） ）方式方式。 。波形振波形振動動的的最大値最小値最大値最小値演算成不平衡量演算成不平衡量、 、測測定域（定域（RANGERANGE）也就是）也就是同期

8、整流方式同期整流方式的的倍倍， ， 即即性向性向的的AMP. GAINAMP. GAIN。 。 此外此外、 、角度角度檢檢出不是從不平衡波形，而是通出不是從不平衡波形，而是通過編碼過編碼器（器（ENCODERENCODER）直接）直接檢檢出。因此，出。因此， 角度角度誤誤差很小差很小。 。 OFFSET平衡量平衡量 = = PEAK TO PEAKPEAK TO PEAK2.何為均一（均勻）性 均一性（均一性（UNIFOMITYUNIFOMITY），即包括輪胎質(zhì)量分布），即包括輪胎質(zhì)量分布( (BALANCE)BALANCE)的輪胎內(nèi)部剛性，尺寸等的輪胎內(nèi)部剛性，尺寸等的的 均一（均勻）性均一

9、（均勻）性。 。 這個指標用力的變動的大小這個指標用力的變動的大小、 、 和振動的大小來表示和振動的大小來表示。 。LFV (LFV (軸軸向力向力的變化的變化) )LOAD WHEELLOAD WHEEL: : 模擬路面的旋轉(zhuǎn)圓筒模擬路面的旋轉(zhuǎn)圓筒/ /轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)鼓 （DRUMDRUM） 測定方法測定方法 : : 測定荷重測定荷重, , 在規(guī)定的空氣壓在規(guī)定的空氣壓 下，旋轉(zhuǎn)下，旋轉(zhuǎn)DRUMDRUM，輪胎軸與，輪胎軸與DRUMDRUM 軸之間的距離保持一定軸之間的距離保持一定, , 側(cè)滑側(cè)滑 （SLIPSLIP）角和反翹（）角和反翹（CAMBERCAMBER）角）角 為為 “ZEROZERO”狀

10、態(tài)下，檢測輪胎旋狀態(tài)下，檢測輪胎旋 轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的力（反抗力）的轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的力（反抗力）的 大小和力的變化大小和力的變化 TFV (TFV (前後方向力前後方向力的變化的變化) )RFVRFV（半徑方向力（半徑方向力的變化的變化) )TFV (TFV (前後方向力前後方向力的變化的變化) )輪胎輪胎RFV (RFV (半徑方向力半徑方向力的變化的變化) )854.1mm (PC)854.1mm (PC)LOAD WHEELLOAD WHEEL中心間距離中心間距離2.何為均一（均勻）性 UNIFORMITYUNIFORMITY（均一性）測定的定義（均一性）測定的定義 摘自：摘自：日本自動車規(guī)格（日

11、本自動車規(guī)格（JASO)JASO)自動車用自動車用 TIRETIRE UNIFORMITY UNIFORMITY 試験方法試験方法 測定轉(zhuǎn)速測定轉(zhuǎn)速、 、 原則上定為原則上定為 60 60rpm (1560rpm)rpm (1560rpm) * *ISO : 10250rpmISO : 10250rpm LOAD WHEEL LOAD WHEEL 外徑外徑 : : 854.1 854.12.5mm (2.5mm (原則原則) () (PC & 14PC & 14 INCHINCH以下以下的的LT)LT) 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)鼓 (DRUM(DRUM) ) 1600.2 1600.2 2.52

12、.5mm mm 854.1854.1 2.52.5mm mm ( (原則原則) (15) (15 INCH INCH 以上以上的的LTLT) ) 1707.8 1707.8 2.52.5mm mm 機械（機械（測測定部）的固有振定部）的固有振動頻動頻率率為輪為輪胎胎轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的速的 4040倍以上。倍以上。 輪輪胎的旋胎的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動轉(zhuǎn)驅(qū)動、 TIRETIRE軸軸或或DRUMDRUM軸軸的那一方都可的那一方都可、但是不能在力的但是不能在力的檢測檢測 裝置的同一裝置的同一側(cè)側(cè)。 2.何為均一（均勻）性 測定項目測定項目 REV (RADIAL FORCE VARIATION) : REV (RADIAL

13、 FORCE VARIATION) : 半徑方向力半徑方向力的的變變化化大小大小 LFV (LATERAL FORCE VARIATION) : LFV (LATERAL FORCE VARIATION) : 軸軸方向力方向力的變化大小的變化大小 LFD (LATERAL FORCE VARIATION) : LFD (LATERAL FORCE VARIATION) : 軸軸方向力方向力的的平均平均( (積分平均値積分平均値) ) ( (CW, CCW)CW, CCW) TFV (TRACTIVE FORCE VARIATION) : TFV (TRACTIVE FORCE VARIATIO

14、N) : 前後方向力前後方向力的變化大小的變化大小 PLY (PLY STEER) : PLY (PLY STEER) : 由于輪胎旋轉(zhuǎn)由于輪胎旋轉(zhuǎn)方向（方向（里外里外） ）引起的引起的 LFDLFD發(fā)生的發(fā)生的方向方向變化時的變化時的 軸軸方向方向的的力力 CON (CONICITY) CON (CONICITY) : : 與輪胎旋轉(zhuǎn)與輪胎旋轉(zhuǎn)方向（方向（里外里外） ）無關，一直在一定無關，一直在一定 方向方向發(fā)生時的發(fā)生時的 軸軸方向方向的的力力剛性剛性 ( (力力) ) 2 2( (LFD(CW)-LFD(CCW)LFD(CW)-LFD(CCW) RRO (RADIAL RUN-OUT)

15、 : RRO (RADIAL RUN-OUT) : 半徑方向半徑方向 RUN-OUTRUN-OUT 的變動的變動 LRO (LATERAL RUN-IUT) : LRO (LATERAL RUN-IUT) : 軸軸橫方向橫方向 RUN-OUTRUN-OUT 的變動的變動 BULDGE-DENT : SIDEBULDGE-DENT : SIDE WALLWALL的的 凹凸凹凸 SIZESIZE力力RFVRFVTIRE 1TIRE 1回転回転平均値平均値LFD(CW)LFD(CW)LFVLFVLFD (CCW)LFD (CCW)力力2 2( (LFD(CW)+LFD(CCW)LFD(CW)+LFD

16、(CCW)2. 何為均一（均勻）性OVERALLOVERALL1 1次次 HARMONICHARMONIC2 2次次 HARMONICHARMONIC3 3次次 HARMONICHARMONIC4 4次次 HARMONICHARMONIC5 5次次 HARMONICHARMONIC6 6次次 HARMONICHARMONIC 7 7次次 HARMONICHARMONIC 8 8次次 HARMONICHARMONIC9 9次次 HARMONICHARMONIC FORCE VARIATION FORCE VARIATION 波形波形的的FOURIERFOURIER 解析解析 : : 對對于周期性

17、的于周期性的 RAMDOM RAMDOM 波形波形利用利用 FOURIER FOURIER 解析解析，將重疊的將重疊的 SIGNSIGN波形分波形分解解為為1 1次成分次成分 到到高次成分高次成分，解析出次數(shù)并算出，解析出次數(shù)并算出。 RFV, LFVRFV, LFV等等的的波形波形 富利埃（富利埃（FOURIERFOURIER）解析解析出出 旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一周一周 1 1 CYCLECYCLE為為1 1次成分次成分, , 2 2 CYCLECYCLE為為2 2次成分次成分， 以下以下分別分解為分別分解為 3,4,5 3,4,5次次 等等等等。 TIRE 1TIRE 1回転回転1010次次 HARM

18、ONICHARMONIC2.何為均一（均勻）性 不均一性不均一性(N(NON-UNIFORMITY) ON-UNIFORMITY) 発生発生的的原因原因 RFV RFV 発生原因：発生原因： 簾子布，和胎面膠簾子布，和胎面膠環(huán)環(huán)接接（重疊部重疊部） 材料的不均勻（胎面膠的材料的不均勻（胎面膠的長長短短簾子布的剪切不整簾子布的剪切不整齊齊等） 生胎生胎（加硫前）（加硫前）的的變變形形等 LFV LFV 発生原因：発生原因： 鋼鋼圈在圈在圓圓周上形成的蛇行周上形成的蛇行 胎面膠形成的蛇行胎面膠形成的蛇行 加硫重整加硫重整時時的中心偏離的中心偏離等等 TFV TFV 発生原因：発生原因： 輪胎旋轉(zhuǎn)一

19、周時，旋轉(zhuǎn)半徑的變化輪胎旋轉(zhuǎn)一周時，旋轉(zhuǎn)半徑的變化 旋轉(zhuǎn)半徑的變化是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)半徑的變化是產(chǎn)生 RRO RRO （跳動度）的主因（跳動度）的主因、 、 RRO RRO 的主因與的主因與 RFV RFV 產(chǎn)生的主因相同產(chǎn)生的主因相同。 。 2.何為均一（均勻）性 車體振動與均一性車體振動與均一性 SHAKESHAKE：在特定在特定車車速下速下車車體，座椅體，座椅產(chǎn)產(chǎn)生生上下左右上下左右的激烈振的激烈振動動原因：原因：輪胎的旋轉(zhuǎn)速度與支撐架和發(fā)動機的支持系統(tǒng)的輪胎的旋轉(zhuǎn)速度與支撐架和發(fā)動機的支持系統(tǒng)的共振共振頻率相同，產(chǎn)生頻率相同，產(chǎn)生共振共振 （km/hkm/h） ）。與。與/ /不平衡（不平衡（

20、UNBALANCEUNBALANCE）成正比）成正比。 。 上下振動上下振動 ：左右：左右輪胎的旋轉(zhuǎn)半徑有差輪胎的旋轉(zhuǎn)半徑有差、左右、左右輪的相對位置有錯位輪的相對位置有錯位、加振力波形、加振力波形 處于同相位時產(chǎn)生的振動處于同相位時產(chǎn)生的振動。 。左右振動左右振動 ：左右：左右輪胎的旋轉(zhuǎn)半徑有差輪胎的旋轉(zhuǎn)半徑有差、左右、左右輪輪的相的相對對位置有位置有錯錯位位、加振力波形、加振力波形 處處于于反反相位相位時產(chǎn)時產(chǎn)生的振生的振動動。FLUTTERFLUTTER：高速（高速（100 100 120 Km/h)120 Km/h)走行時、特定車速走行時、特定車速下，方向下，方向盤傳盤傳來的來的振動振

21、動原因：原因：幾乎所有的幾乎所有的原因原因都是由于都是由于 UNBALANCE UNBALANCE 的的問題、問題、此外還有此外還有 TFV TFV 的的問題。問題。 各種車內(nèi)，車外的噪音各種車內(nèi)，車外的噪音: : 1 1： ： 與與車體振動車體振動相伴的相伴的周期性周期性噪音噪音、 、與輪胎旋轉(zhuǎn)周期相同。（咚咚聲音）與輪胎旋轉(zhuǎn)周期相同。（咚咚聲音）2 2： ： 發(fā)動機等的動力系統(tǒng)的聲音相干涉而發(fā)生。發(fā)動機等的動力系統(tǒng)的聲音相干涉而發(fā)生。（轟鳴聲（轟鳴聲音音）3 3： ： 與輪胎旋轉(zhuǎn)與輪胎旋轉(zhuǎn)2020次相當次相當?shù)能圀w部的共振頻率相同而發(fā)生。（低悶聲音）的車體部的共振頻率相同而發(fā)生。（低悶聲音

22、）原因：原因： 輪胎的輪胎的 UNIFORMITY UNIFORMITY 高次成分高次成分所引起所引起。5. 關于傳感器（SENSOR） SPRING SPRING 構(gòu)造構(gòu)造 （彈簧）（彈簧） LOAD CELLLOAD CELL墻壁墻壁( (EARTH)EARTH) SPINDLESPINDLE（主軸）（主軸） 將輪胎旋轉(zhuǎn)，主軸（將輪胎旋轉(zhuǎn)，主軸（SPINDLESPINDLE）部產(chǎn)生）部產(chǎn)生 10 10 m m 100100 mm 的變位的變位。 。 力力GAGEGAGE向右向右 50 50mm的位移的位移產(chǎn)生產(chǎn)生+50+50mVmV電信號電信號相左相左 50 50mm的位移的位移產(chǎn)生產(chǎn)生-

23、50-50mVmV電信號電信號 信號輸出信號輸出LOAD CELL TYPE5.關于傳感器（SENSOR）高剛性高剛性SPINDSPINDL LE E固有振動數(shù)固有振動數(shù)260260HzHz以上以上壁壁1010 TONTON的力固定的力固定( (硬式硬式HARD)HARD) CRYSTAL PIEZO SENSORCRYSTAL PIEZO SENSORTFVTFVLFVLFVRFVRFVLFVLFVTFVTFVRFVRFV 3 3 方向方向 CRYSTAL PIEZO SENSOR 4CRYSTAL PIEZO SENSOR 4個使用個使用 ( (高速規(guī)格高速規(guī)格) ) A C BDRFV(

24、A)+RFV(B)+RFV(C)+RFV(D) : RFV(A)+RFV(B)+RFV(C)+RFV(D) : 合成合成輪胎旋轉(zhuǎn)時在主軸（輪胎旋轉(zhuǎn)時在主軸（SPINDLESPINDLE）與立壁之間的）與立壁之間的傳感器產(chǎn)生外壓，轉(zhuǎn)換成電信號傳感器產(chǎn)生外壓，轉(zhuǎn)換成電信號。 。CRYSTAL PIEZO SENSOR TYPE(側(cè)視) )(俯視) )6.與其他UF生產(chǎn)廠商的比較 其他廠商其他廠商 KOKUSAI KOKUSAI 架臺構(gòu)造架臺構(gòu)造 上下固定式上下固定式 大型架臺大型架臺 ( (易受充氣反力的影響易受充氣反力的影響) ) 下側(cè)固定下側(cè)固定 小型架臺小型架臺 ( (不受充氣反力的影響不受

25、充氣反力的影響) ) 上下上下 RIM RIM 方式方式 油壓缸壓緊油壓缸壓緊 帶鎖式帶鎖式 鎖緊軸（鎖緊軸（LOCK SHAFTLOCK SHAFT） 三段鎖式（三段鎖式（TRIPLETRIPLE LOCKLOCK） SENSOR SENSOR 位置位置 LOAD WHEEL LOAD WHEEL 側(cè)側(cè) SPINDLE HOUSINGSPINDLE HOUSING（主軸）（主軸）部部 PICK UP PICK UP（檢知）（檢知） X-Y STRAIN GAGEX-Y STRAIN GAGE CRYSTAL PIEZO SENSORCRYSTAL PIEZO SENSOR 駆動方式駆動方式

26、SPINDLE SPINDLE 駆動駆動 DRUM DRUM 駆動駆動 7. 節(jié)拍 （CYCLE TIME CHART）高速 UB機Time Chart010203040050010000246810Time sRotational speed RPMLoad kNHigh-speed UFLow-speed UFDB0102030050010000246810TimesRotational speedRPMLoadkNLow-speed UFDB低速 UB機Time Chart荷重旋轉(zhuǎn)數(shù) 控制與 時間關系8. 相位配合 (汽車廠家從來的管理方法)RFV 10kgfRFV 10kgfSTEEL

27、 WHEEL STEEL WHEEL (RRO 0.5mm)(RRO 0.5mm)AL WHEEL (RRO 0.05mm) NC AL WHEEL (RRO 0.05mm) NC 加工加工R/O 1mm R/O 1mm 10 10kgf (RFV)kgf (RFV)(ALUMINIUM(ALUMINIUM場合場合) )STATIC STATIC 重點重點( (TIRE)TIRE)STATIC STATIC 軽點軽點 ( (AL WHEEL)AL WHEEL)1ST HARMONIC+1ST HARMONIC總成狀態(tài)下，只是以輪胎單體總成狀態(tài)下，只是以輪胎單體“不會不會”超出超出RFVRFV值，的值，的管理方法管理方法 (STEEL WHEEL (STEEL WHEEL/ /鋼輪的場合鋼輪的場合)