转子不平衡的种类及校正方法
旋转转子的种类和动平衡方法

动平衡机的结构及特点

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   任何转子在围绕其轴线旋转时,由于相对于轴线的质量分布不均匀而产生离心力。这种不平衡离心力作用在转子轴承上会引起振动、产生噪声和加速轴承磨损,以致严重影响产品的性能和寿命。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旋转零部件在制造过程中,都需要经过平衡才能平稳正常地运转。根据动平衡机测出的数据对转子的不平衡量进行校正,可改善转子相对于轴线的质量分布,使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动力减少到允许的范围之内。因此,平衡机是减小振动、改善性能和提高质量的必不可少的设备。

    动平衡机的主要性能用最小可达剩余不平衡量和不平衡量减少率两项综合指标表示。前者是平衡机能使转子达到的剩余不平衡量的最小值,它是衡量平衡机最高平衡能力的指标;后者是经过一次校正后所减少的不平衡量与初始不平衡量之比,它是衡量平衡效率的指标,一般用百分数表示。

   动平衡机是测量旋转物体(转子)不平衡量大小和位置的机器,是一种典型的机电一体化,具体可分为中央处理单元、信号采集部分、机械本体、驱动部分与传动部分。五部分各司其职、协调工作、缺一不可。

1. 中央处理单元

中央处理单元主要分为主板、滤波板、A/D采集卡、无源底板。

中央处理单元采用研祥工业控制计算机主板,信号滤波板与A/D信号采集卡均为公司自主研发、设计,windows操作系统,稳定性好,可靠性强。中央处理单元通过对传感器传来的电信号进行滤波处理,并以转速信号为基准进行比较,显示出被测转子的平衡转速和不平衡量。这个部分的功能还包括平面分离和标定。

2.  信号采集部分

分为转速采集与离心力采集,因为离心力F=mrω2(其中m为在半径为r上的不平衡量,ω为转子角速度),所以,平衡机首先要测出工件的转速,才能确定离心力的大小,任何一个工件,不平衡量m已经确定,所以离心力F与ω2成正比;其次为离心力信号采集部分,工件旋转产生的离心力对左右摆架产生动压力,固定在左右摆架上的压电陶瓷传感器受工件振动被挤压后产生电信号输入到工业控制计算机。

    转速采集信号传感器一般采用磁电式或光电式,安装在主轴附近,主轴旋转一周,传感器信号明暗只切换一次,保证测速准确性,离心力信号采集部分以压电陶瓷传感器作为平衡机的机-电换能器,其原理是利用某些压电物质在受力时发生机械变形产生电荷的原理做成的,具备体积小、便于安装等优点,特别适用于测力平衡。

3.  机械本体 

   机械本体又称机械桥架,主要分为床身、摆架(其中上面装有滚轮架、防护架;YYQ侧面装有轴向止动架)及床头箱三大部分。

   床身是放置动平衡机各部件和稳固设备的基础,采用整体铸造,而后经过大型龙门刨床一次加工成型,然后在导轨磨床上进行磨削,保证导轨面的平整度,同时提高设备的整体机械精度。

   摆架通过滚轮或V型架支撑转子,提供转子旋转的条件。通过皮带或联轴器拖动转子旋转,安装在两摆架上的传感器将振动信号转化为电信号传递给中央处理单元。摆架材料采用QT450整体铸造,配合面磨削加工,上面的滚轮采用GCr15轴承钢,经通体淬火HRC58-65,上表面加工成R400~1000的圆弧,磨削后再研磨,退磁,滚轮轴承采用小沟轴承P5级C1组精密轴承,达到国外先进水平,这样保证了滚轮的耐磨性,其与工件的接触是线接触,大大提高了滚轮的使用精度和使用寿命。

在摆架上面装配防护架,可保护工件在高速运转时的安全,如工件左右偏重比较大,可压紧轻端防止工件跳动。

4. 驱动部分与传动部分

驱动部分目前有两种驱动方式。一种是无极变频调速电机和变频器驱动;另一种是双速电机和接触器驱动。前一种驱动的具体过程为变频器控制无极变频调速电机启动、停止、调速;后一种驱动的具体过程为接触器控制双速电机启动、停止、选择速度。电机通过皮带驱动设备主轴,主轴通过一定的传动结构与工件连接起来,从而带动工件旋转。


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2018年08月02日

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