動平衡機的工作原理

發(fā)布時間：

2024-07-03 17:45

動平衡機是測量旋轉(zhuǎn)物體(簡稱轉(zhuǎn)子)的不平衡量大小和位置的設備。任何轉(zhuǎn)子在繞其軸線旋轉(zhuǎn)時，因為相對于軸線的質(zhì)量分布不均勻所以產(chǎn)生離心力也就是偏擺。這種不平衡偏擺作用在轉(zhuǎn)子軸承上會引起振動，產(chǎn)生噪聲和加速軸承磨損，以致嚴重影響產(chǎn)品的性能和壽命。

如：電機轉(zhuǎn)子、機床主軸、內(nèi)燃機曲軸、汽輪機轉(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)過動平衡校正后才能更好的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。
根據(jù)國際標準計算出轉(zhuǎn)子的允許不平衡量，也就是合格值，（通常國內(nèi)是用g或mg單位，國外常用g/mm單位），然后再選擇能滿足其動平衡精度要求的設備進行動平衡測試，把測出來的角度跟量值對轉(zhuǎn)子進行校正（校正方式：加重或減重），通過這種方式來改善轉(zhuǎn)子相對于軸線的質(zhì)量分布，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動或作用于軸承上的振動力減少到合格的范圍之內(nèi)。因此，平衡機是減小振動、改善性能和提高質(zhì)量的必不可少的設備。
通常，轉(zhuǎn)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。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(zhuǎn)子自身的重力作用來測量靜不平衡的。。置于兩根水平導軌上的轉(zhuǎn)子如有不平衡量，則它對軸線的重力矩使轉(zhuǎn)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。

被平衡的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子不存在不平衡量時，由光源射出的光束經(jīng)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(zhuǎn)子存在不平衡量，則轉(zhuǎn)子支座在不平衡量的重力矩作用下發(fā)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(zhuǎn)，這樣光束投在極坐標指示器上的光點便離開原點。根據(jù)這個光點偏轉(zhuǎn)的坐標位置，可以得到不平衡量的大小和位置。

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(zhuǎn)子，一般采用離心式單面或雙面平衡機。離心式平衡機是在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，根據(jù)轉(zhuǎn)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(shù)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(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)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。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(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)子一支承系統(tǒng)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(zhuǎn)速低於轉(zhuǎn)子一支承系統(tǒng)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。

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(zhuǎn)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(jīng)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(shù)表示。

在現(xiàn)代機械中，由于撓性轉(zhuǎn)子的廣泛應用，人們研制出了撓性轉(zhuǎn)子平衡機。這類平衡機必須在轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進行無級調(diào)速；除能測量支承的振動或振動力外，還能測量轉(zhuǎn)子的撓曲變形。撓性轉(zhuǎn)子平衡機有時安裝在真空防護室內(nèi)，以適合汽輪機之類轉(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)處理用計算機系統(tǒng)等龐大的輔助設備。

根據(jù)大批量生產(chǎn)的需要，對特定的轉(zhuǎn)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(xiàn)代已大量的裝備在汽車制造、電機制造等工業(yè)部門。

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