( ~: `: b ^* } 1、定義：轉子動平衡和靜平衡的區別 5 t) }& |! v0 P6 C4 A9 h% ?- M6 c4 n2 J- ?
1）靜平衡 s5 d4 b, X2 P$ D( o3 l: p; w 在轉子一個校正面上進行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保證轉子在靜態時是在許用不平衡量的規定范圍內，為靜平衡又稱單面平衡。& z4 ]% O* |& c+ H4 d
2）動平衡 （Dynamic Balancing ） & R% f! c9 |6 x 在轉子兩個校正面上同時進行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保證轉子在動態時是在許用不平衡量的規定范圍內，為動平衡又稱雙面平衡。 1 G% U0 p" f% [ 2、轉子平衡的選擇與確定7 _; X) ?; v: L7 d9 {
如何選擇轉子的平衡方式，是一個關鍵問題。其選擇有這樣一個原則：只要滿足于轉子平衡后用途需要的前提下，能做靜平衡的，則不要做動平衡，能做動平衡的，則不要做靜動平衡。原因很簡單，靜平衡要比動平衡容易做，省時、省力、省費用。" D# F# h" Z( a. \1 i- V
現代，各類機器所使用的平衡方法較多，例如單面平衡(亦稱靜平衡[1])常使用平衡架，雙面平衡(亦稱動平衡)使用各類動平衡試驗機。靜平衡精度太低，平衡效果差；動平衡試驗機雖能較好地對轉子本身進行平衡，但是對于轉子尺寸相差較大時，往往需要不同規格尺寸的動平衡機，而且試驗時仍需將轉子從機器上拆下來，這樣明顯是既不經濟，也十分費工(如大修后的汽輪機轉子)。特別是動平衡機無法消除由于裝配或其它隨動元件引發的系統振動。使轉子在正常安裝與運轉條件下進行平衡通常稱為“現場平衡”。現場平衡不但可以減少拆裝轉子的勞動量，不再需要動平衡機；同時由于試驗的狀態與實際工作狀態二致，有利于提高測算不平衡量的精度，降低系統振動。國際標準ISOl940一1973(E)“剛體旋轉體的平衡精度”中規定，要求平衡精度為G0.4的精密轉子，必須使用現場平衡，否則平衡毫無意義。+ P% ]/ q' _& [% f$ B
現代的動平衡技術是在本世紀初隨著蒸汽機的出現而發展起來的。隨著工業生產的飛速發展，旋轉機械逐步向精密化、大型化、高速化方向發展，使機械振動問題越來越突出。機械的劇烈振動對機器本身及其周圍環境都會帶來一系列危害。雖然產生振動的原因多種多樣，但普遍認為“不平衡力”是主要原因。據統計，有50%左右的機械振動是由不平衡力引起的。因此，有必要改變旋轉機械運動部分的質量，減小不平衡力，即對轉子進行平衡。6 L* B, J \, S. t3 p
造成轉子不平衡的因素很多，例如：轉子材質的不均勻性，聯軸器的不平衡、鍵槽不對稱，轉子加工誤差，轉子在運動過程中產生的腐蝕、磨損及熱變形等。這些因素造成的不平衡量一般都是隨機的，無法進行計算，需要通過重力試驗（靜平衡）和旋轉試驗（動平衡）來測定和校正，使它降低到允許的范圍內。應用最廣的平衡方法是工藝平衡法和整機現場動平衡法。作為整機現場動平衡技術的一個重要分支，在線動平衡技術也正處于蓬勃發展之中，很有前途。由于工藝平衡法是起步最早的一種經典動平衡方法。 4 ?$ a6 n9 s4 W* Z- Z1 I 整機現場動平衡技術是為了解決工藝平衡技術中存在的問題而提出的。 6 N) T4 y+ O) v! T; J 工藝平衡法的測試系統所受干擾小，平衡精度高，效率高，特別適于對生產過程中的旋轉機械零件作單體平衡，目前在動平衡領域中發揮著相當重要的作用，汽輪機、航空發動機普遍采用這種平衡方法。但是，工藝平衡法仍存在以下問題： $ C! t" ^9 T8 ?# o. s (1)平衡時的轉速和工作轉速不一致，造成平衡精度下降。例如：有不少轉子屬于二階臨界轉速的擾性轉子，由于平衡機本身轉速有限，這些轉子若采用工藝平衡，則無法有效的防止轉子在高速下發生變形而造成的不平衡。 % p5 J, }; q/ M; D/ F! A% x (2)平衡機（特別是高速立式平衡機）價格昂貴。5 h4 G3 W; k3 \3 c: w. t \
(3)在動平衡機上平衡好的轉子，裝機后其平衡精度難以保證。因為動平衡時的支承條件不同于轉子在實際工作條件下的支承條件，且轉子同平衡裝置之間的配合也不同于轉子與其自身轉軸之間的配合條件，即使出廠前已在動平衡機上達到高精度平衡的轉子，經過運輸、再裝配等過程，平衡精度在使用前難免有所下降，當處于工作轉速下運轉時，仍可能產生不允許的振動。5 i3 L0 x8 W2 |2 p5 C
(4)有些轉子，由于受到尺寸和重量上的限制，很難甚至無法在平衡機上平衡。例如：對于大型發電機及透平一類的特大轉子，由于沒有相應的特大平衡裝置，往往會造成無法平衡；對于大型的高溫汽輪機轉子，一般易發生彈性熱翹曲，停機后會自動消失，這類轉子需進行熱動態平衡，用平衡機顯然是無法平衡的。 * J- D0 D; g" V5 Y, I (5) 轉子要拆下來才能進行動平衡，停機時間長、平衡速度慢、經濟損失大。 2 w3 P1 g& a" i2 c1 ^* S5 E. O 為了克服上述工藝平衡法的缺點，人們提出了整機現場動平衡法。 * r# H# s( L* H8 F; A) X$ q 將組裝完畢的旋轉機械在現場安裝狀態下進行的平衡操作稱為整體現場平衡。這種方法是機器作為動平衡機座，通過傳感器測的轉子有關部位的振動信息，進行數據處理，以確定在轉子各平衡校正面上的不平衡及其方位，并通過去重或加重來消除不平衡量，從而達到高精度平衡的目的。 2 v6 `) S8 M. }7 S$ t3 c% X% f7 m% q 由于整機現場動平衡是直接接在整機上進行，不需要動平衡機，只需要一套價格低廉的測試系統，因而較為經濟。此外，由于轉子在實際工況條件下進行平衡，不需要再裝配等工序，整機在工作狀態下就可獲得較高的平衡精度。 + U: b/ q& n% B/ v- {+ Z- R 砂輪在線動平衡的意義 * D: [" ]6 j6 m; W
磨床是精密機械加工必不可少的工作母機，為了適應日趨精密的工作精度需求及不斷追求的高效率和低成本的目標，全球的磨床制造業都在不懈地致力于:提高機床的幾何精度，剛性和性能穩定性。 0 p* D) a3 W4 b 眾所周知，砂輪是磨床的必要工具。想要讓砂輪磨削出準確的尺寸和光潔的表面，必須防止磨削過程中的振動。砂輪的結構是由分布不均的大量顆粒組成，先天的不平衡無法避免，這必然會引起一定的偏心振動。而砂輪安裝的偏心度、砂輪的厚度不均、主軸的不平衡及砂輪對冷卻液的吸附等，會使振動更加增大。這些振動不僅僅影響到磨床的加工質量，還會降低磨床的主軸壽命、砂輪壽命，增加砂輪修正次數及修整金剛石的消耗等。 % I/ m t: \# N% h ?' n6 O1 x6 a" b
磨床砂輪在在線動平衡校正的應用為現代研磨工藝不可或缺的重要工程,當磨床內外環境振動較好的時候,經在在線動平衡校正后的砂輪殘余振動量,會比一般傳統手動靜平衡效果再優化一個數量級,以峰到峰值(Peak to Peak)的量測基準來評比,當靜平衡后為3μm時,動平衡可達0.3μm,綜合在線動平衡校正作業的優勢,研磨加工業者可獲得以下的經濟利益:" I( r9 S5 C- P, K' S( \
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$ J& T- A, g/ q' C) n% p1 W8 \" A 1、可大幅改善被研磨工件的真圓度、圓筒度和面粗度; * K7 D% V- l$ F# v) n 2、可延長被研磨工件壽命、減少研磨燒傷裂損現象,并控制其低頻工作噪音; I" U- y+ H) s 3、提高研磨加工精密度、穩定性和批量一致性(CP值);0 v6 ~9 Z; U, q+ q/ |) ~
4、可延長傳統砂輪和金剛石砂輪修整裝置壽命;1 ~' j2 p$ e% }* z
5、可確保磨床主軸與軸承壽命,延長磨床維修間隔,降低磨床維修成本。 8 Z+ z. ? ~ V' [$ W ! [3 M* o: ~4 Y # C6 Q1 l# ?6 D$ e8 r: x
此文來自“試驗機”網作者: 平衡專家 時間: 2012-3-31 13:24
動平衡機是測量旋轉物體(轉子)不平衡量大小和位置的機器。' m: Y& A4 {; _# ^+ |6 e
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任何轉子在圍繞其軸線旋轉時，由于相對于軸線的質量分布不均勻而產生離心力。這種不平衡離心力作用在轉子軸承上會引起振動，產生噪聲和加速軸承磨損，以致嚴重影響產品的性能和壽命。電機轉子、機床主軸、內燃機曲軸、汽輪機轉子、陀螺轉子和鐘表擺輪等旋轉零部件在制造過程中，都需要經過平衡才能平穩正常地運轉。 ) f, x. }. I$ m) G6 ~0 I& G , j0 B7 f# N$ |
來自上海動亦靜平衡機廠，18621521007王經理 0 k) u- \$ T! Z9 Z( |2 D & V @: B3 x o" U 根據平衡機測出的數據對轉子的不平衡量進行校正，可改善轉子相對于軸線的質量分布，使轉子旋轉時產生的振動或作用于軸承上的振動力減少到允許的范圍之內。因此，平衡機是減小振動、改善性能和提高質量的必不可少的設備。+ r8 s( g6 n" H' e. s( Z2 o& Z+ D
7 m: D( S5 L) m) ]+ U+ ]# _. M W 通常，轉子的平衡包括不平衡量的測量和校正兩個步驟，平衡機主要用于不平衡量的測量，而不平衡量的校正則往往借助于鉆床、銑床和點焊機等其他輔助設備，或用手工方法完成。有些平衡機已將校正裝置做成為平衡機的一個部分。9 [" I" V; [/ Y
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重力式平衡機和離心力式平衡機是兩類典型的平衡機。重力式平衡機一般稱為靜平衡機。它是依賴轉子自身的重力作用來測量靜不平衡的。/ D2 I w, G1 ~9 i$ l3 S: w
& U: F U! R0 }& r 如右圖，置于兩根水平導軌上的轉子如有不平衡量，則它對軸線的重力矩使轉子在導軌上滾動，直至這個不平衡量處于最低位置時才靜止。 3 f* r# Q; ?$ T8 E& v6 @) ^( J! A8 w" X
被平衡的轉子放在用靜壓軸承支承的支座上，在支座的下面嵌裝一片反射鏡。當轉子不存在不平衡量時，由光源射出的光束經此反射鏡反射后，投射在不平衡量指示器的極坐標原點。如果轉子存在不平衡量，則轉子支座在不平衡量的重力矩作用下發生傾斜，支座下的反射鏡也隨之傾斜并使反射出的光束偏轉，這樣光束投在極坐標指示器上的光點便離開原點。根據這個光點偏轉的坐標位置，可以得到不平衡量的大小和位置。 : r, I" D1 Y" f) d& j) U8 [* \+ d& |5 _& v) w4 `3 J/ b3 O N
重力式平衡機僅適用于某些平衡要求不高的盤狀零件。對于平衡要求高的轉子，一般采用離心式單面或雙面平衡機。 * ?( d8 W' P8 p9 s# |3 K+ r ) {. V6 [" E; @! X) D 離心式平衡機是在轉子旋轉的狀態下，根據轉子不平衡引起的支承振動，或作用于支承的振動力來測量不平衡。其按校正平面數量的不同，可分為單面平衡機和雙面平衡機。單面平衡機只能測量一個平面上的不平衡(靜不平衡)，它雖然是在轉子旋轉時進行測量，但仍屬于靜平衡機。雙面平衡機能測量動不平衡，也能分別測量靜不平衡和偶不平衡，一般稱為動平衡機。 + l/ I7 O5 Q4 u n x: A: l8 K) Q" e. ]4 b+ l+ d
離心力式平衡機按支承特性不同，又可分為軟支承平衡機和硬支承平衡機。平衡轉速高于轉子一支承系統固有頻率的稱為軟支承平衡機。這種平衡機的支承剛度小，傳感器檢測出的信號與支承的振動位移成正比。平衡轉速低於轉子一支承系統固有頻率的稱為硬支承平衡機，這種平衡機的支承剛度大，傳感器檢測出的信號與支承的振動力成正比。 ) g) |$ s# _ ?& o( H0 q/ F+ K: ?' ^$ X* |. n) a
平衡機的主要性能用最小可達剩余不平衡量，和不平衡量減少率兩項綜合指標表示。前者是平衡機能使轉子達到的剩余不平衡量的最小值，它是衡量平衡機最高平衡能力的指標；后者是經過一次校正后所減少的不平衡量與初始不平衡量之比，它是衡量平衡效率的指標，一般用百分數表示。2 a1 c* |% h$ _+ r# u0 S. S
' I' ?8 s- O6 V. E 在現代機械中，由于撓性轉子的廣泛應用，人們研制出了撓性轉子平衡機。這類平衡機必須在轉子工作轉速范圍內進行無級調速；除能測量支承的振動或振動力外，還能測量轉子的撓曲變形。撓性轉子平衡機有時安裝在真空防護室內，以適合汽輪機之類轉子的平衡，它配備有抽真空系統、潤滑系統、潤滑油除氣系統和數據處理用計算機系統等龐大的輔助設備。 ) L7 x1 T1 O- m8 f) `9 ] N9 V2 b, b! E) V, {. M! m9 `
根據大批量生產的需要，對特定的轉子能自動完成平衡測量和平衡校正的自動平衡機，以及平衡自動線，現代已大量的裝備在汽車制造、電機制造等工業部門。# P. n5 d8 m Z2 d2 c6 V. R/ [