動平衡機的分類動和平衡機測量原理

動平衡機的分類動和平衡機測量原理
平衡機發(fā)展迄今已經(jīng)有一百多年的歷史。1866年，德國西門子公司發(fā)明了發(fā)電機。4年后，加拿大人Henry Martinson申請了平衡技術的專利 ，拉開了平衡校正產(chǎn)業(yè)的序幕。1907年，F(xiàn)ranz Lawaczek博士把改良的平衡技術提供給了Carl Schenck先生，后者在1915年制作了第一臺雙面平衡機。直到上世紀末40年代，所有的平衡工序都是在采用純機械的平衡設備上進行的。轉子的平衡轉速通常取振動系統(tǒng)的共振轉速，以使振幅最大。在這種方式下丈量轉子平衡，丈量誤差較大，也不安全。 測振儀| 探傷儀| 電子稱| 熱像儀| 頻閃儀| 測高儀| 測距儀| 金屬探測器| 試驗機| 扭力計| 流速儀| 粗糙度儀| 流量計| 平衡儀|

隨著電子技術的發(fā)展和剛性轉子平衡理論的普及，五十年代后大部分平衡設備都采用了電子丈量技術。平面分離電路技術的平衡機有效的消除了平衡工件左右面的相互影響。直到七十年代，硬支承平衡機的出現(xiàn)可以以為是平衡機發(fā)展史上的一次奔騰。它采用靜態(tài)下的平衡尺寸設定，消除了傳統(tǒng)軟支承平衡機需頻繁的動態(tài)調整的不便，形成了永久定標的平衡機。八十年代，壓電傳感器技術又給平衡機的發(fā)展帶來一次革命。采用這種技術的平衡機在不需要非常高速的平衡領域基本取代了軟支承平衡機。

目前，隨著微機技術的運用，將平衡機又帶進一個嶄新的時代，平衡機在性能、精度、可操縱性方面均有了明顯的進步。平衡機已經(jīng)集光、電、 機各方面的技術于一身。并且在電動工具、機械制造、風機、電機、造紙、紡織、家用電器、冶金等領域得到越來越廣泛的應用。

一個不平衡的轉子在其旋轉過程中對其支承結構和轉子本身產(chǎn)生一個壓力，并導致振動。因此，對轉子的 動平衡是十分必須的。平衡機就是對轉子在旋轉狀態(tài)下進行動平衡校驗，動平衡的作用是：

● 進步轉子及其構成的產(chǎn)品質量
● 減小噪聲
● 減小振動
● 進步支承部件（軸承）的試用壽命
● 降低使用者的不舒適感
● 降低產(chǎn)品的功耗 

平衡機從原理方面可以分為硬支承平衡機、軟支承平衡機、半硬支承平衡機。

硬支承平衡機是平衡轉速遠低于參振系統(tǒng)共振頻率的平衡機。平衡校驗時，支承擺架相對處于“硬”狀態(tài)，因此轉子可以在接近實際軸承條件下進行平衡校正。具有操縱簡便、安全性能好的特點。

軟支承平衡機是平衡轉速大于參振系統(tǒng)共振頻率的平衡機。平衡校驗時，支承擺架相對處于“軟”狀態(tài)，因此轉子校驗平衡時。支承條件與實際軸承工作條件不同。具有丈量精度高的特點。

半硬支承平衡機是平衡轉速在0.3～0.5倍參振系統(tǒng)共振頻率之間的平衡機。同時具有有硬支承平衡機支承剛度高的特點，又有軟支承平衡機精度高的優(yōu)點。平衡機從應用方面分可分為立式平衡機和臥式平衡機；專用平衡機和通用平衡機(含萬向節(jié)傳動平衡機)。臥式平衡機是被平衡轉子的旋轉軸在平衡機上呈水平狀態(tài)的平衡機。適用于有轉軸或可裝配工藝軸的轉子，如機床主軸、滾筒、風機、增壓器、電機轉子、汽輪機等等。

立式平衡機是被平衡轉子的旋轉軸在平衡機上呈垂直狀態(tài)下的平衡機。適用于轉子本身不具轉軸的盤狀工件如離合器、齒輪、風扇、壓盤及其總成、制動盤、風葉、水泵葉輪、汽車飛輪、剎車轂、皮帶輪、砂輪等盤類零件。

通用平衡機是指能對外形和支承形式比較規(guī)則的轉子進行動平衡的平衡機。通用平衡機操縱簡單，效率也較高。

專用平衡機是能對支承形式和外觀與一般轉子不同的轉子進行平衡的平衡機，例如特別針對發(fā)動機的曲軸，汽車的傳動軸進行設計的平衡機，功能專一。

動平衡機測量原理
平衡機是丈量旋轉物體(轉子)不平衡量大小和位置的機器。

任何轉子在圍繞其軸線旋轉時，由于相對于軸線的質量分布不均勻而產(chǎn)生離心力。這種不平衡離心力作用在轉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。電機轉子、機床主軸、內燃機曲軸、汽輪機轉子、陀螺轉子和鐘表擺輪等旋轉零部件在制造過程中，都需要經(jīng)過平衡才能平穩(wěn)正常地運轉。

根據(jù)平衡機測出的數(shù)據(jù)對轉子的不平衡量進行校正，可改善轉子相對于軸線的質量分布，使轉子旋轉時產(chǎn)生的振動或作用于軸承上的振動力減少到答應的范圍之內。因此，平衡機是減小振動、改善性能和進步質量的必不可少的設備。

通常，轉子的平衡包括不平衡量的丈量和校正兩個步驟，平衡機主要用于不平衡量的丈量，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。它是依靠轉子自身的重力作用來丈量靜不平衡的。

于兩根水平導軌上的轉子如有不平衡量，則它對軸線的重力矩使轉子在導軌上轉動，直至這個不平衡量處于最低位置時才靜止。

被平衡的轉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。假如轉子存在不平衡量，則轉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，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子旋轉的狀態(tài)下，根據(jù)轉子不平衡引起的支承振動，或作用于支承的振動力來丈量不平衡。其按校正平面數(shù)目的不同，可分為單面平衡機和雙面平衡機。單面平衡機只能丈量一個平面上的不平衡(靜不平衡)，它固然是在轉子旋轉時進行丈量，但仍屬于靜平衡機。雙面平衡性能丈量動不平衡，也能分別丈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。平衡轉速高于轉子一支承系統(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。平衡轉速低於轉子一支承系統(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。前者是平衡性能使轉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，由于撓性轉子的廣泛應用，人們研制出了撓性轉子平衡機。這類平衡機必須在轉子工作轉速范圍內進行無級調速；除能丈量支承的振動或振動力外，還能丈量轉子的撓曲變形。撓性轉子平衡機有時安裝在真空防護室內，以適合汽輪機之類轉子的平衡，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，對特定的轉子能自動完成平衡丈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、電機制造等產(chǎn)業(yè)部分。