动平衡机原理

发布时间：

2024-07-03 17:37

首台平衡机的出现乞今已经上百年的历史。而平衡技术的发展关键还是近四十年的事。它与科技进步的发展紧密关连。中国动平衡方法论和设备的研究及新品的开发都是50年代开始的。

设备中绕轴线转动的零配件，称之为设备的转子。假如1个转子的质量占比均匀，制作和安装都达标，则运转是平衡的。期望状况下，其对轴承的压力，除重力以外别其余的力，即与转子不旋转时相同，只有静压力。这类转动与不转动时对轴承都只有静压力的转子，称之为平衡的转子。假如转子在转动时对轴承除有静压力外还额外有动压力，则称作不平衡的转子。

从牛顿运动定律了解，一切物体在匀速转动时，转动体內每个质点，都是将产离心惯性力，通称离心力，下图一所示，盘状转子，转子要以角速度 ω 作匀速运动，则转子体内任意质点都将造成离心力 F ，则离心力 F=mrω2, 这无数个离心力构成1个惯性力系功效在轴承上，产生转子对轴承的动压力，其大小则决定于转子质量的占比状况。假如转子的质量对转轴对称占比，则动压力为零，即各质量的离心力相互之间平衡。不然将产生动压力，特别是在在高速运转时动压力是挺大的。因而，对旋转体，非常是高速旋转体开展动平衡校正是务必的。

近些年，很多机械行业都会迫不得已接受着残酷的市场竞争，非常是 WTO 的进入，这不是内忧外患。价格竞争、技术战一场接着一场，促使诸多公司心身疲倦，怨声载道。在猛烈的市场竞争环镜下，提升产品品质变成致胜的有力武器，而动平衡校正则是产品品质的前提和保障。

平衡机是这种检测旋转体动平衡的检测仪器。从构造上讲，关键是由机械振动系统、控制器系统和电器设备测量系统等三大部件构成。

机械振动系统关键作用是支承转子，并容许转子在转动时造成有规则的振动。振动的物理量经传感器测量后转化成电信号送进测量系统开展处理。

平衡机的类型许多，就其机械振动系统的工作状态归类，现阶段所见的无非两类：硬支承平衡机和软支承平衡机。硬支承平衡机指得平衡转速远低于参振系统共振频率的平衡机。而软支承平衡机则是平衡转速远高于参振系统共振频率的平衡机。简易而言，硬支承平衡机的机械振动系统刚度大，外力不可以使其随意晃动。软支承平衡机的机械振动系统刚度小，通常情况下，外力能够使其随意晃动。下列是软、硬支承平衡机的特性比较：

驱动系统的关键作用是驱动转子，使转子在额定的平衡转速下转动。

现阶段普遍的驱动系统关键有万向联轴节驱动和圈带驱动。万向联轴节因自身构造中存有空隙和与工件安装时存有安装几何误差，这种偏差将直接危害工件的平衡精密度，在超大工件时和心轴安装时更加突显。因而，万向联轴节驱动主要用于一般的、平衡精密度要求没有很高的卧式平衡机。

在圈带驱动中，因为皮带具备减振功效，能降低驱动马达的振动对转子的影响，且转子不用在平衡机上作准备，也不用额外连接件如螺栓、插销等变换固定装置，因而安装快速。与万向节驱动对比，它找不到构造空隙及安装几何误差，能大大的提升检测精密度。

电器设备测量系统是的关键作用是解决由传感器来的电信号，显视出转子不平衡量所在的部位和大小。这是平衡机中的核心部件，其优劣直接影响平衡机的特性。自动定位测量系统是我们企业在吸收世界各国平衡机顶级技术的基本上和中国多家大中院校联系设计制作、开发的平衡机检测系统，工业计算机（单片机）控制系统，选用德国、日本；美国各种电子元器件及芯片，用优秀的技术制作，全部产品均历经严格的品质管制；保障系统效率高、高安全、长久稳定运作。

不平衡量的校正流程，即是以转子上偏重的部位除掉一小部分材质，或是在转子偏轻的部位添加一点平衡配重，使转子趋于平衡的流程。不平衡量的校正一般有加料和去料两种衡校正方式。

因为各类缘故的危害，某些转子的平衡情况在应用过程中会变化很大，对这种转子一般还要选用加料的方式开展校正。这样做的益处是有利于转子（及其整机）的再次校正。在不平衡量很大时，去料校正显然不如加料校正又快又好。客户务必按照工件的详细情况挑选有效的平衡校正方法。

平衡机的性能指标中，有个精密度的叁数：

这几条公式说明平衡机的检测精密度在微米的数量级以上，而工件的几何加工精密度在 1 丝 --10 丝相互间，换句话说在 10 微米－ 100 微米之间。从这一数量级的实际含义看来，转子的平衡精密度关键决定于工艺轴的几何加工精密度。

下边就几何偏心造成的偏差举个简易的例子：

设：转子的质量 M ＝ 2000 公斤工艺轴的加工抖动为ｅ＝ 5 丝＝ 50 微米

转子的校正半径为ｒ＝ 250 毫米

那样，由工艺轴的抖动造成的不平衡质量ｍ

ｍ＝ M ×ｅ／ｒ＝ 2000 ×５０／２ 50 ＝ 400 （克）

由此看来 ,5 丝的精密度有这般大的影响，而 5 丝的确保现已有所不容易，因此平衡工艺轴的加工必须要经过切削工艺，那样能够确保平衡的最后精密度意义。

平衡工艺轴的校正极限为：当抖动超过 5 丝时，必须校正，不然平衡作用为假平衡。

不平衡合格量的计算：

依据国际标准化组织推荐，精度等级分成： G4000 、 G1600 、 G630 、 G250 、G100 、 G40 、 G16 、 G6.3 、 G2.5 、 G0.4 共 11 级。风机、电机、胶棍的平衡精密度规定为Ｇ＝ 6.3 级。设：转子的品质 M=2000 公斤

转子的修正半径为ｒ =250 毫米

工件的工作转速为 n=500 ( 转 / 分 )

精度等级采用 G=6.3 级

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

动平衡机的工作原理（怎样开展测定）

平衡机是测定转动工件(转子)不平衡量大小和部位的设备。何转子在围绕其轴线转动时，因为相对于轴线的质量分布不均匀而造成离心力。这类不平衡离心力功效在转子轴上会造成振动，造成噪音和加快轴承损坏，以至严重影响产品的特性和寿命。电机转子、机床主轴、内燃机曲轴、汽轮机转子、陀螺转子和钟表摆轮等转动零配件在制作流程中，都必须经过平衡才能平稳没问题地运行。依据平衡机测出的数据对转子的不平衡量开展修正，可改进转子相对于轴线的质量分布，使转子转动时造成的振动或功效于轴承上的振动力降低到准许的范围之内。因而，平衡机是减少振动、改进特性和提高品质的不可或缺的机器。

一般，转子的平衡包含不平衡量的测量和校正2个流程，平衡机主要用于不平衡量的检测，而不平衡量的修正则往往借助于钻床、铣床和点焊机等别的辅助机器，或用手功方式完成。一些平衡机已经将校正装置做变成平衡机的1个部位。重力式平衡机和离心力式平衡机是两大类典型的平衡机。重力式平衡机通常称之为静平衡机。这是依靠转子本身的重力作用来检测静不平衡的。。置于两根水平导轨上的转子如有不平衡量，则它对轴线的重力矩使转子在导轨上滑动，直到这一不平衡量处在最底位置时才静止。

被平衡的转子放到用静压轴承支承的支座上，在支座的下边嵌装一块反射镜。当转子找不到不平衡量时，由光源射出的光线经此反射镜反射后，投影在不平衡量指示仪的极坐标原点。假如转子存有不平衡量，则转子支座在不平衡量的重力矩作用下产生倾斜，支座下的反射镜也随之倾斜并使反射出的光线偏转，那样光线投在极坐标指示仪上的光点便离开原点。依据这一光点偏转的坐标部位，能够获得不平衡量的大小和部位。

重力式平衡机仅适用于一些平衡标准不高的盘状零部件。针对平衡需求高的转子，通常选用离心式单面或双面平衡机。离心式平衡机是在转子转动的情况下，依据转子不平衡造成的支承振动，或作用于支承的振动力来检测不平衡。其按校正平面总数的不一样，可分成单面平衡机和双面平衡机。单面平衡机只有检测一个平面上的不平衡(静不平衡) ，它虽然是在转子旋转时进行测量，但仍属于静平衡机。双面平衡机能测量动不平衡，也可以分別检测静不平衡和偶不平衡，通常称之为动平衡机。离心力式平衡机按支承特点不一样，又可分成软支承平衡机和硬支承平衡机。平衡转速高过转子一支承系统固有频率的称之为软支承平机。这类平衡机的支承刚度小，传感器测量出的信号与支承的振动偏移成正比。平衡转速低於转子一支承系统固有频率的称之为硬支承平衡机，这类平衡机的支承刚度大，传感器测量出的信号与支承的振动力成正比。

平衡机的关键特性用很小能达剩下不平衡量，和不平衡量减少率两项综合指标表达。前者是平衡机能使转子超过的剩下不平衡量的最小值，这是衡量平衡机最大平衡能力的指标；后者是经过一次校正后所降低的不平衡量与原始不平衡量比为，这是衡量平衡效率的指标，通常用百分数表示。

在当代机械设备中，因为挠性转子的广泛应用，人们研发出了挠性转子平衡机。这种平衡机务必在转子工作转速范围内进行无极变速；除能检测支承的振动或振动力外，还能检测转子的挠曲变形。挠性转子平衡机有时安装在真空防护室内，以合适汽轮发电机这类转子的平衡，它配备有抽真空系统、润滑系统、润滑油除气系统和数据处理用计算机软件等庞大的辅助设备。

依据工业化生产的须要，对特殊的转子能自动进行平衡检测和平衡校正的全自动平衡机，及其平衡自动线，当代已大量的装备在汽车制造、电动机制造等产业部门。

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