動平衡專業(yè)HD執(zhí)行元件SHA65A-161SG-A21A200V-10S17B-C凡是只能在轉(zhuǎn)動狀態(tài)下才能測定轉(zhuǎn)子不平衡重量所在方位,以及確定平衡重應(yīng)加的位置與大小,這種找平衡的方法,稱為動平衡(KMbalancer)。動平衡不但能消除動不平衡的力偶,而且還能消除靜不平衡的離心力,所以,它可以使用與找各種柱狀轉(zhuǎn)子的平衡。如離心壓縮機的轉(zhuǎn)子、大型電動機的轉(zhuǎn)子等。
動平衡專業(yè)HD執(zhí)行元件SHA65A-161SG-A21A200V-10S17B-C轉(zhuǎn)子動力學(xué)的一個研究內(nèi)容,指確定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的不平衡量(離心力和離心力偶,見相對運動)的位置和大小并加以消除的操作。不平衡量會引起轉(zhuǎn)子的橫向振動,并使轉(zhuǎn)子受到不必要的動載荷,這不利于轉(zhuǎn)子正常運轉(zhuǎn)。所以,大多數(shù)轉(zhuǎn)子應(yīng)該進行動平衡。在機器制造或維修中,動平衡成為一道工序。
動平衡專業(yè)HD執(zhí)行元件SHA65A-161SG-A21A200V-10S17B-C轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的不平衡量是因轉(zhuǎn)子各微段的質(zhì)心不嚴格處于回轉(zhuǎn)軸線上引起的。各微段因質(zhì)心偏離回轉(zhuǎn)軸線而產(chǎn)生的離心力都垂直于回轉(zhuǎn)軸線。通過力的合成可把離心力系合成為少數(shù)的集中力,其方向仍垂直于軸線。一般說,至少要用分別作用于兩個橫截面上的兩個集中力才能代表原來的離心力系。若這兩個集中力剛好形成力偶,則原來的不平衡量在轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)時是無法察覺和測量的;旋轉(zhuǎn)時,力偶才形成橫向干擾并引起轉(zhuǎn)子的振動。這種不平衡的效應(yīng)只有在旋轉(zhuǎn)的動態(tài)中才能察覺和測量,所以需要進行動平衡。與此相對的靜平衡是指當(dāng)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量很集中以致可以看作一個垂直于回轉(zhuǎn)軸線的不計厚度的薄盤時,不需旋轉(zhuǎn)就能進行的平衡。其作法是將轉(zhuǎn)子水平放置,偏重的一邊受重力作用會垂到下方,設(shè)法調(diào)整轉(zhuǎn)子質(zhì)動平衡專業(yè)HD執(zhí)行元件SHA65A-161SG-A21A200V-10S17B-C心的位置,使之位于回轉(zhuǎn)軸線上。
在測出不平衡的位置和大小后,或是直接將它去掉,或是在它的對稱方向加上和它相應(yīng)的質(zhì)量來平衡它的效應(yīng),即通過去重或配重完成動平衡。
動平衡專業(yè)HD執(zhí)行元件SHA65A-161SG-A21A200V-10S17B-C根據(jù)轉(zhuǎn)子的變形和質(zhì)量分布的情況,動平衡分為剛性轉(zhuǎn)子的動平衡和柔性轉(zhuǎn)子的動平衡。
剛性轉(zhuǎn)子的動平衡
對于工作轉(zhuǎn)速遠低于臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子,不平衡量引起的變形很小。這種轉(zhuǎn)子可按剛體處理,動平衡可在低速下進行,稱為剛性轉(zhuǎn)子的動平衡。在進行剛性轉(zhuǎn)子動平衡時,各微段的不平衡量引起的離心慣性力系可以簡化到任意選定的兩個截面上去,在這兩個面上作相應(yīng)的校正(去重或配重)即可完成動平衡。為找到兩個截面上不平衡量的方位和大小可使用動平衡機。常見的動平衡機分為軟支承式和硬支承式兩類,前者檢測不平衡量引起的振動;后者檢測不平衡轉(zhuǎn)子對支承的作用力。剛性轉(zhuǎn)子的動平衡問題已解決得較好。國際標準化組織(ISO)已規(guī)定出各類剛性轉(zhuǎn)子動平衡的精度。
柔性轉(zhuǎn)子的動平衡
超臨界轉(zhuǎn)速工作的轉(zhuǎn)子在啟動和制動時,轉(zhuǎn)速必定通過臨界轉(zhuǎn)速,這時不平衡量會使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生明顯的變形。若轉(zhuǎn)子各微段質(zhì)心對回轉(zhuǎn)軸線的偏離對變形有明顯的影響,則轉(zhuǎn)子不能按剛性轉(zhuǎn)子處理,相應(yīng)的動平衡稱為柔性轉(zhuǎn)子的動平衡。
方法有兩種:
①振型法。將不平衡量按轉(zhuǎn)子的各階固有振型分解。若動平衡時的轉(zhuǎn)速接近某臨界轉(zhuǎn)速,則這一階固有振型突出于其他各階之上。通過檢測該振型,就可找到為消除這一階不平衡分量所需的校正質(zhì)量的大小和應(yīng)放置的位置。逐階進行,就可完成動平衡。
②影響系數(shù)法。在轉(zhuǎn)子上選定若干個校正面和若干個測量面并進行多次運轉(zhuǎn)校正。某校正面上單位校正量在一定轉(zhuǎn)速下引起的某測量面的振動就是一個影響系數(shù)。通過測量或計算求出這些影響系數(shù),便可根據(jù)不平衡量引起的振動,確定為將各測量面的振動限制在某量值以下,各校正面應(yīng)加配重(或去重)的位置和大小。在這兩個方法的基礎(chǔ)上還發(fā)展了其他方法,例如振型圓法等。
轉(zhuǎn)子作為機械系統(tǒng)的重要組成部分,它的不平衡量常引起的振動,將導(dǎo)致設(shè)備振動、噪聲及機構(gòu)破壞,尤其是對于高速旋轉(zhuǎn)的柔性轉(zhuǎn)子,產(chǎn)生的機械事故將更明顯,轉(zhuǎn)子不平衡引起的故障約占機械全部故障的60%以上。隨著當(dāng)前精密數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展,高速轉(zhuǎn)子在加工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的嚴重影響其加工精度的動平衡問題顯得尤為重要,動平衡儀可以有效地保障設(shè)備運行的可靠性與安全性,能取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益,具有重大的實際意義。
工程中的各種回轉(zhuǎn)體,由于材質(zhì)不均勻或毛坯缺陷、加工及裝配中產(chǎn)生的誤差,甚至設(shè)計時就具有非對稱的幾何形狀等多種因素,使得回轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)時,其上每個微小質(zhì)點產(chǎn)生的離心慣性力不能相互抵消,離心慣性力通過軸承作用到機械及其基礎(chǔ)上,引起振動,產(chǎn)生了噪音,加速軸承磨損,縮短了機械壽命,嚴重時能造成破壞性事故。為此,必須對轉(zhuǎn)子進行平衡,使其達到允許的平衡精度等級,或使因此產(chǎn)生的機械振動幅度降在允許的范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)子動平衡和靜平衡的區(qū)別。
各類
現(xiàn)代的動平衡技術(shù)是在本世紀初隨著蒸汽透平的出現(xiàn)而發(fā)展起來的。隨著
造成轉(zhuǎn)子不平衡的因素很多,例如:轉(zhuǎn)子材質(zhì)的不均勻性,聯(lián)軸器的不平衡、鍵槽不對稱,轉(zhuǎn)子加工誤差,轉(zhuǎn)子在運動過程中產(chǎn)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(zhuǎn)試驗(動平衡)來測定和校正,使它降低到允許的范圍內(nèi)。應(yīng)用最廣的平衡方法是工藝平衡法和整機現(xiàn)場動平衡法。作為整機現(xiàn)場動平衡技術(shù)的一個重要分支,在線動平衡技術(shù)也正處于蓬勃發(fā)展之中,很有前途。由于工藝平衡法是起步最早的一種經(jīng)典動平衡方法。
整機現(xiàn)場動平衡技術(shù)是為了解決工藝平衡技術(shù)中存在的問題而提出的。