動(dòng)平衡機原理

首臺平衡機的出現乞今已經(jīng)上百年的歷史。而平衡技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵還是近四十年的事。它與科技進(jìn)步的發(fā)展緊密關(guān)連。中國動(dòng)平衡方法論和設備的研究及新品的開(kāi)發(fā)都是50年代開(kāi)始的。

設備中繞軸線(xiàn)轉動(dòng)的零配件，稱(chēng)之為設備的轉子。假如1個(gè)轉子的質(zhì)量占比均勻，制作和安裝都達標，則運轉是平衡的。期望狀況下，其對軸承的壓力，除重力以外別其余的力，即與轉子不旋轉時(shí)相同，只有靜壓力。這類(lèi)轉動(dòng)與不轉動(dòng)時(shí)對軸承都只有靜壓力的轉子，稱(chēng)之為平衡的轉子。假如轉子在轉動(dòng)時(shí)對軸承除有靜壓力外還額外有動(dòng)壓力，則稱(chēng)作不平衡的轉子。

從牛頓運動(dòng)定律了解，一切物體在勻速轉動(dòng)時(shí)，轉動(dòng)體內每個(gè)質(zhì)點(diǎn)，都是將產(chǎn)離心慣性力，通稱(chēng)離心力，下圖一所示，盤(pán)狀轉子，轉子要以角速度 ω 作勻速運動(dòng)，則轉子體內任意質(zhì)點(diǎn)都將造成離心力 F ，則離心力 F=mrω2, 這無(wú)數個(gè)離心力構成1個(gè)慣性力系功效在軸承上，產(chǎn)生轉子對軸承的動(dòng)壓力，其大小則決定于轉子質(zhì)量的占比狀況。假如轉子的質(zhì)量對轉軸對稱(chēng)占比，則動(dòng)壓力為零，即各質(zhì)量的離心力相互之間平衡。不然將產(chǎn)生動(dòng)壓力，特別是在在高速運轉時(shí)動(dòng)壓力是挺大的。因而，對旋轉體，非常是高速旋轉體開(kāi)展動(dòng)平衡校正是務(wù)必的。

近些年，很多機械行業(yè)都會(huì )迫不得已接受著(zhù)殘酷的市場(chǎng)競爭，非常是 WTO 的進(jìn)入，這不是內憂(yōu)外患。價(jià)格競爭、技術(shù)戰一場(chǎng)接著(zhù)一場(chǎng)，促使諸多公司心身疲倦，怨聲載道。在猛烈的市場(chǎng)競爭環(huán)鏡下，提升產(chǎn)品品質(zhì)變成致勝的有力武器，而動(dòng)平衡校正則是產(chǎn)品品質(zhì)的前提和保障。

平衡機是這種檢測旋轉體動(dòng)平衡的檢測儀器。從構造上講，關(guān)鍵是由機械振動(dòng)系統、控制器系統和電器設備測量系統等三大部件構成。

機械振動(dòng)系統 關(guān)鍵作用是支承轉子，并容許轉子在轉動(dòng)時(shí)造成有規則的振動(dòng)。振動(dòng)的物理量經(jīng)傳感器測量后轉化成電信號送進(jìn)測量系統開(kāi)展處理。

平衡機的類(lèi)型許多，就其機械振動(dòng)系統的工作狀態(tài)歸類(lèi)，現階段所見(jiàn)的無(wú)非兩類(lèi)：硬支承平衡機和軟支承平衡機。硬支承平衡機指得平衡轉速遠低于參振系統共振頻率的平衡機。而軟支承平衡機則是平衡轉速遠高于參振系統共振頻率的平衡機。簡(jiǎn)易而言，硬支承平衡機的機械振動(dòng)系統剛度大，外力不可以使其隨意晃動(dòng)。軟支承平衡機的機械振動(dòng)系統剛度小，通常情況下，外力能夠使其隨意晃動(dòng)。下列是軟、硬支承平衡機的特性比較：

驅動(dòng)系統 的關(guān)鍵作用是驅動(dòng)轉子，使轉子在額定的平衡轉速下轉動(dòng)。

現階段普遍的驅動(dòng)系統關(guān)鍵有萬(wàn)向聯(lián)軸節驅動(dòng)和圈帶驅動(dòng)。萬(wàn)向聯(lián)軸節因自身構造中存有空隙和與工件安裝時(shí)存有安裝幾何誤差，這種偏差將直接危害工件的平衡精密度，在超大工件時(shí)和心軸安裝時(shí)更加突顯。因而，萬(wàn)向聯(lián)軸節驅動(dòng)主要用于一般的、平衡精密度要求沒(méi)有很高的臥式平衡機。

在圈帶驅動(dòng)中，因為皮帶具備減振功效，能降低驅動(dòng)馬達的振動(dòng)對轉子的影響，且轉子不用在平衡機上作準備，也不用額外連接件如螺栓、插銷(xiāo)等變換固定裝置，因而安裝快速。與萬(wàn)向節驅動(dòng)對比，它找不到構造空隙及安裝幾何誤差，能大大的提升檢測精密度。

電器設備測量系統 是的關(guān)鍵作用是解決由傳感器來(lái)的電信號，顯視出轉子不平衡量所在的部位和大小。這是平衡機中的核心部件，其優(yōu)劣直接影響平衡機的特性。自動(dòng)定位測量系統是我們企業(yè)在吸收世界各國平衡機頂級技術(shù)的基本上和中國多家大中院校聯(lián)系設計制作、開(kāi)發(fā)的平衡機檢測系統，工業(yè)計算機（單片機）控制系統，選用德國、日本； 美國各種電子元器件及芯片，用優(yōu)秀的技術(shù)制作，全部產(chǎn)品均歷經(jīng)嚴格的品質(zhì)管制；保障系統效率高、高安全 、長(cháng)久穩定運作。

不平衡量的校正流程 ，即是以轉子上偏重的部位除掉一小部分材質(zhì)，或是在轉子偏輕的部位添加一點(diǎn)平衡配重，使轉子趨于平衡的流程。不平衡量的校正一般有加料和去料兩種衡校正方式。

因為各類(lèi)緣故的危害，某些轉子的平衡情況在應用過(guò)程中會(huì )變化很大，對這種轉子一般還要選用加料的方式開(kāi)展校正。這樣做的益處是有利于轉子（及其整機）的再次校正。在不平衡量很大時(shí)，去料校正顯然不如加料校正又快又好?？蛻?hù)務(wù)必按照工件的詳細情況挑選有效的平衡校正方法。

平衡機的性能指標中，有個(gè)精密度的叁數：

這幾條公式說(shuō)明平衡機的檢測精密度在微米的數量級以上，而工件的幾何加工精密度在 1 絲 --10 絲相互間，換句話(huà)說(shuō)在 10 微米－ 100 微米之間。從這一數量級的實(shí)際含義看來(lái)，轉子的平衡精密度關(guān)鍵決定于工藝軸的幾何加工精密度。

下邊就幾何偏心造成的偏差舉個(gè)簡(jiǎn)易的例子：

設：轉子的質(zhì)量 M ＝ 2000 公斤工藝軸的加工抖動(dòng)為ｅ ＝ 5 絲＝ 50 微米

轉子的校正半徑為 ｒ ＝ 250 毫米

那樣，由工藝軸的抖動(dòng)造成的不平衡質(zhì)量 ｍ

ｍ＝ M ×ｅ／ｒ＝ 2000 ×５０／２ 50 ＝ 400 （克）

由此看來(lái) ,5 絲的精密度有這般大的影響，而 5 絲的確?，F已有所不容易，因此平衡工藝軸的加工必須要經(jīng)過(guò)切削工藝，那樣能夠確保平衡的最后精密度意義。

平衡工藝軸的校正極限為：當抖動(dòng)超過(guò) 5 絲時(shí)，必須校正，不然平衡作用為假平衡。

不平衡合格量的計算：

依據國際標準化組織推薦，精度等級分成： G4000 、 G1600 、 G630 、 G250 、G100 、 G40 、 G16 、 G6.3 、 G2.5 、 G0.4 共 11 級。風(fēng)機、電機、膠棍的平衡精密度規定為Ｇ＝ 6.3 級。設：轉子的品質(zhì) M=2000 公斤

轉子的修正半徑為 ｒ =250 毫米

工件的工作轉速為 n=500 ( 轉 / 分 )

精度等級采用 G=6.3 級

則不平衡合格量 m =2000x6.3x10000/250x500=1008 ( 克 )

動(dòng)平衡機的工作原理（怎樣開(kāi)展測定）

平衡機是測定轉動(dòng)工件(轉子)不平衡量大小和部位的設備。何轉子在圍繞其軸線(xiàn)轉動(dòng)時(shí)，因為相對于軸線(xiàn)的質(zhì)量分布不均勻而造成離心力。這類(lèi)不平衡離心力功效在轉子軸上會(huì )造成振動(dòng)，造成噪音和加快軸承損壞，以至嚴重影響產(chǎn)品的特性和壽命。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轉動(dòng)零配件在制作流程中，都必須經(jīng)過(guò)平衡才能平穩沒(méi)問(wèn)題地運行。 依據平衡機測出的數據對轉子的不平衡量開(kāi)展修正，可改進(jìn)轉子相對于軸線(xiàn)的質(zhì)量分布，使轉子轉動(dòng)時(shí)造成的振動(dòng)或功效于軸承上的振動(dòng)力降低到準許的范圍之內。因而，平衡機是減少振動(dòng)、改進(jìn)特性和提高品質(zhì)的不可或缺的機器。

一般，轉子的平衡包含不平衡量的測量和校正2個(gè)流程，平衡機主要用于不平衡量的檢測，而不平衡量的修正則往往借助于鉆床、銑床和點(diǎn)焊機等別的輔助機器，或用手功方式完成。一些平衡機已經(jīng)將校正裝置做變成平衡機的1個(gè)部位。重力式平衡機和離心力式平衡機是兩大類(lèi)典型的平衡機。重力式平衡機通常稱(chēng)之為靜平衡機。這是依靠轉子本身的重力作用來(lái)檢測靜不平衡的。。置于兩根水平導軌上的轉子如有不平衡量，則它對軸線(xiàn)的重力矩使轉子在導軌上滑動(dòng)，直到這一不平衡量處在最底位置時(shí)才靜止。

被平衡的轉子放到用靜壓軸承支承的支座上，在支座的下邊嵌裝一塊反射鏡。當轉子找不到不平衡量時(shí)，由光源射出的光線(xiàn)經(jīng)此反射鏡反射后，投影在不平衡量指示儀的極坐標原點(diǎn)。假如轉子存有不平衡量，則轉子支座在不平衡量的重力矩作用下產(chǎn)生傾斜，支座下的反射鏡也隨之傾斜并使反射出的光線(xiàn)偏轉，那樣光線(xiàn)投在極坐標指示儀上的光點(diǎn)便離開(kāi)原點(diǎn)。依據這一光點(diǎn)偏轉的坐標部位，能夠獲得不平衡量的大小和部位。

重力式平衡機僅適用于一些平衡標準不高的盤(pán)狀零部件。針對平衡需求高的轉子，通常選用離心式單面或雙面平衡機。離心式平衡機是在轉子轉動(dòng)的情況下，依據轉子不平衡造成的支承振動(dòng)，或作用于支承的振動(dòng)力來(lái)檢測不平衡。其按校正平面總數的不一樣，可分成單面平衡機和雙面平衡機。單面平衡機只有檢測一個(gè)平面上的不平衡(靜不平衡) ，它雖然是在轉子旋轉時(shí)進(jìn)行測量，但仍屬于靜平衡機。雙面平衡機能測量動(dòng)不平衡，也可以分別檢測靜不平衡和偶不平衡，通常稱(chēng)之為動(dòng)平衡機。離心力式平衡機按支承特點(diǎn)不一樣，又可分成軟支承平衡機和硬支承平衡機。平衡轉速高過(guò)轉子一支承系統固有頻率的稱(chēng)之為軟支承平機。這類(lèi)平衡機的支承剛度小，傳感器測量出的信號與支承的振動(dòng)偏移成正比。平衡轉速低於轉子一支承系統固有頻率的稱(chēng)之為硬支承平衡機，這類(lèi)平衡機的支承剛度大，傳感器測量出的信號與支承的振動(dòng)力成正比。

平衡機的關(guān)鍵特性用很小能達剩下不平衡量，和不平衡量減少率兩項綜合指標表達。前者是平衡機能使轉子超過(guò)的剩下不平衡量的最小值，這是衡量平衡機最大平衡能力的指標；后者是經(jīng)過(guò)一次校正后所降低的不平衡量與原始不平衡量比為，這是衡量平衡效率的指標，通常用百分數表示。

在當代機械設備中，因為撓性轉子的廣泛應用，人們研發(fā)出了撓性轉子平衡機。這種平衡機務(wù)必在轉子工作轉速范圍內進(jìn)行無(wú)極變速；除能檢測支承的振動(dòng)或振動(dòng)力外，還能檢測轉子的撓曲變形。撓性轉子平衡機有時(shí)安裝在真空防護室內，以合適汽輪發(fā)電機這類(lèi)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軟件等龐大的輔助設備。

依據工業(yè)化生產(chǎn)的須要，對特殊的轉子能自動(dòng)進(jìn)行平衡檢測和平衡校正的全自動(dòng)平衡機，及其平衡自動(dòng)線(xiàn)，當代已大量的裝備在汽車(chē)制造、電動(dòng)機制造等產(chǎn)業(yè)部門(mén)。