平衡基本理論

PAGEPAGE12 平衡理論 平衡機(jī)簡(jiǎn)介平衡機(jī)的分類(lèi)根據(jù)擺架的結(jié)構(gòu)可以把平衡機(jī)分為以下兩種：軟支撐平衡機(jī)：轉(zhuǎn)子在平衡轉(zhuǎn)速時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)頻率大于機(jī)器固有頻率n=3ω硬支撐平衡機(jī)：轉(zhuǎn)子在平衡轉(zhuǎn)速時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)頻率小于機(jī)器固有頻率，目前使用的平衡機(jī)大多是硬支撐平衡機(jī)。N=1/3ω它們的擺架結(jié)構(gòu)草圖如下所示：軟支撐軟支撐 硬支撐硬支撐根據(jù)平衡機(jī)的工作方式可以把平衡機(jī)分為以下兩種：立式平衡機(jī)臥式平衡機(jī)根據(jù)平衡機(jī)的傳動(dòng)方式可以把平衡機(jī)分為以下兩種：萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)平衡機(jī)。例：HMU/N皮帶傳動(dòng)平衡機(jī)。例：HMBU/K平衡機(jī)的基本組成通常平衡機(jī)可以分為下面幾個(gè)部分：電控部分：使用變頻調(diào)速、直流調(diào)速或直接驅(qū)動(dòng)方式控制轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，達(dá)到要求的測(cè)量轉(zhuǎn)速。電測(cè)部分：負(fù)責(zé)處理來(lái)自傳感器的信號(hào)，計(jì)算并顯示不平衡量的大傳感器：通常安裝在擺架下部，用于檢測(cè)微小的振動(dòng)信號(hào)?；鶞?zhǔn)信號(hào)對(duì)于萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)平衡機(jī)：使用接近開(kāi)關(guān)。對(duì)于皮帶傳動(dòng)的平衡機(jī)：使用光電頭。角度編碼器：跟隨電機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，作用是在測(cè)量后確定不平衡量所在的位置。對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡的必要性1）從下面的公式計(jì)算可以看到，即便是較小的不平衡質(zhì)量，在轉(zhuǎn)速增加時(shí)其產(chǎn)生的離心力將以二次方的速度變大。所以，不平衡的轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，影響到機(jī)器的性能。這些我們不希望發(fā)生的現(xiàn)象都可以通過(guò)平衡機(jī)來(lái)消除。公式一：F=mω2rm不平衡質(zhì)量rm所在半徑ω角速度F離心力n=2m不平衡質(zhì)量rm所在半徑ω角速度F離心力n=2ωX60(轉(zhuǎn)/分)ωmrO. 2)不平衡的量值：不平衡的量值可由下面的公式清楚表示公式二：U=eG=mrme不平衡量產(chǎn)生的偏心距（μmme不平衡量產(chǎn)生的偏心距（μm）G轉(zhuǎn)子的重量（kg）m不平衡質(zhì)量(g)rm所在半徑(mm)OrOreO’‘‘‘’’eO’‘‘‘’’ 不平衡的種類(lèi)通常不平衡的種類(lèi)有下列三種雙面平衡又稱(chēng)動(dòng)平衡，簡(jiǎn)圖如下：力偶不平衡主要針對(duì)薄片轉(zhuǎn)子而言，左右兩個(gè)校正面上的不平衡量相差180o。靜力不平衡又稱(chēng)單面平衡，即左右兩個(gè)校正面重合。但是輸入?yún)?shù)時(shí)b不能取0，通常認(rèn)為b=1，可以理解為兩個(gè)面上不平衡量的矢量疊加。平衡精度等級(jí)平衡精度等級(jí)用G表示，注意和前面公式二中的轉(zhuǎn)子重量G相區(qū)別。對(duì)于不同類(lèi)型的轉(zhuǎn)子，平衡精度等級(jí)可以在附表1中查閱。平衡精度和不平衡偏心距的關(guān)系可由下面的公式表示：公式三：e=10000G/n（G精度等級(jí)；n工作轉(zhuǎn)速r/m） 從附圖1中可以方便地根據(jù)G和n，查出e。平衡轉(zhuǎn)速的選擇平衡轉(zhuǎn)速的選擇直接關(guān)系到測(cè)量的結(jié)果，在進(jìn)行平衡轉(zhuǎn)速選擇時(shí)要考慮下列因素：平衡轉(zhuǎn)速受到Wn2的限制（W轉(zhuǎn)子重量kg）例如：對(duì)于H5型號(hào)的動(dòng)平衡機(jī)Wn2≤1100×106，對(duì)于3000kg的轉(zhuǎn)子，n≤606轉(zhuǎn)/分平衡轉(zhuǎn)速受到WD2n2限制（D轉(zhuǎn)子直徑mm）1001010.1選擇平衡轉(zhuǎn)速時(shí)還要考慮到對(duì)于不同的轉(zhuǎn)速，電測(cè)箱的靈敏度是有差別的，具體可以分為以下四檔：1001010.1120~390；390~820；820~1800；1800~5000（轉(zhuǎn)/分）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子重量在支撐重量1/3以下時(shí)應(yīng)該開(kāi)高速進(jìn)行平衡調(diào)整。如不平衡量大的話，轉(zhuǎn)子應(yīng)在低速先進(jìn)行平衡，然后再提高轉(zhuǎn)速。平衡參數(shù)的設(shè)置對(duì)于每一個(gè)轉(zhuǎn)子，在做平衡檢測(cè)之前都需要設(shè)定一系列的參數(shù)，作為電測(cè)部分運(yùn)算的依據(jù)，具體如下：設(shè)置a,b,c,r1和r2，如下圖所示： r2r1r2r1abc abc a左支撐點(diǎn)到左校正平面的距離b左右校正平面之間的距離 c右校正面到右支撐點(diǎn)的距離支撐點(diǎn)取滾輪中心位置；對(duì)于框架式擺架，支撐點(diǎn)為傳感器的安裝位置。動(dòng)/靜的選擇動(dòng)平衡和靜平衡的選擇取決轉(zhuǎn)子的形狀，如下圖所示：當(dāng)l/d>5~10時(shí)做靜平衡當(dāng)l/d<5~10當(dāng)l/d>5~10時(shí)做靜平衡當(dāng)l/d<5~10時(shí)做動(dòng)平衡dl轉(zhuǎn)速設(shè)置轉(zhuǎn)速的選擇前面已經(jīng)討論過(guò)了，一般來(lái)說(shuō)，如果能在較低的轉(zhuǎn)速下達(dá)到客戶(hù)的要求就不要再提高轉(zhuǎn)速了。加/去重選擇轉(zhuǎn)子檢測(cè)出來(lái)的不平衡量可以通過(guò)加重或去重來(lái)消除（如下圖所示），具體采取何種方式，取決于轉(zhuǎn)子的具體工藝狀況。詳細(xì)描述如下：加重去重加重去重加重校正的常用方法和對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子類(lèi)型：焊接一般采用凸焊的方法，如：汽車(chē)的傳動(dòng)軸、離合器蓋等。錫焊根據(jù)不平衡量的大小決定焊錫的重量，如：小型電機(jī)的轉(zhuǎn)子。鉚接使用鉚釘作為平衡塊來(lái)使用，如：葉片、渦輪、離合器磨擦片等。擰螺釘在轉(zhuǎn)子的一定半徑的圓周上等距離地設(shè)置螺孔，并按照不平衡量的大小擰如不同長(zhǎng)度的螺釘，如：大型汽輪機(jī)、小型渦輪等。專(zhuān)用校正重塊選用的校正重塊適合轉(zhuǎn)子的形狀和結(jié)構(gòu)，并按不平衡量的大小預(yù)備好幾種平衡重塊。去重校正的常用方法和對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子類(lèi)型：鉆孔一般廣泛采用用鉆頭在轉(zhuǎn)子上鉆孔來(lái)消除不平衡的方法。鏜削效果與鉆孔相同，用于不平衡量非常大的大型減速齒輪的粗平衡中，不在精密平衡中使用。磨削使用磨削的方法進(jìn)行去重校正，本方法適用于表面光滑的轉(zhuǎn)子，如：葉片、泵的葉輪、離心式分離器轉(zhuǎn)子、磁鼓。鑿削有時(shí)可以被用來(lái)對(duì)渦輪或大型齒輪進(jìn)行校正。銑削在平衡中具有均勻厚度的凸片或加強(qiáng)筋的轉(zhuǎn)子，要在凸片處進(jìn)行校正時(shí)，可以采用銑削的方法。公差設(shè)置(g.mm)公差在設(shè)置轉(zhuǎn)子參數(shù)時(shí)一并輸入，具體數(shù)值可以通過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)得到。6．平均時(shí)間阻尼系數(shù)的設(shè)置。補(bǔ)償鍵補(bǔ)償對(duì)于帶鍵的轉(zhuǎn)子，使用鍵補(bǔ)償可以使檢測(cè)更加方便。預(yù)先準(zhǔn)備好一個(gè)半鍵或全鍵作補(bǔ)償用，具體操作方法按顯示屏提示進(jìn)行。簡(jiǎn)單補(bǔ)償單純地把不平衡量補(bǔ)償?shù)阶钚?。分解補(bǔ)償用于補(bǔ)償傳動(dòng)部分（如：萬(wàn)向節(jié)或夾具）帶來(lái)的不平衡量。通過(guò)兩次運(yùn)行中轉(zhuǎn)子與萬(wàn)向節(jié)或夾具安裝位置反轉(zhuǎn)180o來(lái)完成補(bǔ)償。矢量圖如下：左圖中：U1=U轉(zhuǎn)+U萬(wàn)U2=U左圖中：U1=U轉(zhuǎn)+U萬(wàn)U2=U轉(zhuǎn)’+U萬(wàn)U轉(zhuǎn)’=-U轉(zhuǎn)U3=U1+U2=2U萬(wàn)U3U1U萬(wàn)U萬(wàn)180oU2U轉(zhuǎn)180oU2U轉(zhuǎn)U轉(zhuǎn)U轉(zhuǎn)’機(jī)器標(biāo)定（檢驗(yàn)機(jī)器性能）平衡機(jī)出廠前要做測(cè)試，具體做法簡(jiǎn)要介紹如下：標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)轉(zhuǎn)子測(cè)試時(shí)要使用所謂標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)轉(zhuǎn)子。千萬(wàn)不要錯(cuò)誤地認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)轉(zhuǎn)子就是完全平衡的轉(zhuǎn)子，它是按照ISO2952做出的檢驗(yàn)轉(zhuǎn)子，在特定的位置上設(shè)有便于安放試重的螺桿或螺孔，其自身仍然存在不平衡量。10upp加二側(cè)面，同時(shí)移動(dòng)八次，測(cè)得的值≤±12%的平均值，說(shuō)明機(jī)器達(dá)到e。的要求。一次降低率測(cè)試高界2個(gè)25e。試重固定在0°和45°2個(gè)125e。試重移動(dòng)45°和0°（七次）結(jié)果作圖，由圖可見(jiàn)。低界2個(gè)5e。試重固定在0°和45°。2個(gè)25e。試重移動(dòng)45°和0°（七次）結(jié)果作圖，由圖可見(jiàn)。精度測(cè)試emar表示最小可得剩余不平衡量。m=10e0G/re0機(jī)器精度 G轉(zhuǎn)子的重量 r加試重的半徑即使用相當(dāng)于10倍e0的試重加在轉(zhuǎn)子的兩端進(jìn)行檢測(cè)。一次降低率URR使用相當(dāng)于125倍eo、25倍eo和5倍eo的試重加在轉(zhuǎn)子的外圓上進(jìn)行檢測(cè)。通常使用的檢驗(yàn)方法通常使用的方法相對(duì)簡(jiǎn)便，但是非常有效。具體做法是先在標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子上定標(biāo)并把不平衡量校到最小，然后檢驗(yàn)分離率是否在1：30以上。例如：左校正面上加10g試重，檢測(cè)到右校正平面上的不平衡量應(yīng)小于300mg。七、撓性轉(zhuǎn)子的平衡解決1、高速轉(zhuǎn)子的平衡高速轉(zhuǎn)子的特殊性對(duì)于高速轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速接近共振頻率，轉(zhuǎn)子發(fā)生較大變形，已經(jīng)不具備剛性轉(zhuǎn)子的特性。因此不再考慮a,b,c,和Wn2。高速轉(zhuǎn)子實(shí)例常見(jiàn)的高速轉(zhuǎn)子有：造紙機(jī)滾筒、軍用水泵電機(jī)。由于它們獨(dú)特的工作要求，必須做到在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)達(dá)到平衡。平衡轉(zhuǎn)速的選擇在做動(dòng)平衡時(shí)如果轉(zhuǎn)速開(kāi)得過(guò)高，接近共振頻率，將會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。共振頻率可以通過(guò)電箱中的2f功能來(lái)測(cè)得。圖示如下：隨著轉(zhuǎn)速的變化，不平衡量在屏幕的瓦特表圖上按蘋(píng)果形曲線移動(dòng)。其中點(diǎn)U對(duì)應(yīng)共振頻率時(shí)的轉(zhuǎn)速。隨著轉(zhuǎn)速的變化，不平衡量在屏幕的瓦特表圖上按蘋(píng)果形曲線移動(dòng)。其中點(diǎn)U對(duì)應(yīng)共振頻率時(shí)的轉(zhuǎn)速。UU例如：運(yùn)用2f功能測(cè)得某轉(zhuǎn)子的共振頻率為3000轉(zhuǎn)/分，以此為依據(jù)，可以將平衡轉(zhuǎn)速選在共振區(qū)域之下，如選擇2800轉(zhuǎn)