动平衡

执电喷任我行

1. 转子
   

    机器中绕轴线旋转的零部件,称为机器的转子.
         2.平衡转子

        如果一个转子的质量分布均匀,制造和安装都合格,则运转应该是平稳的,在理想情况下,转子对轴承除施加有重力外别无其它的力,即不论旋转与不旋转,对轴承都只有静压力的转子 . 就称为平衡转子.

        3.不平衡转子


      如果转子在旋转时对轴承除有静压力外,还附加有动压力,则称之为不平衡的转子.


   4.不平衡转子的危害性

      转子如果是不平衡的,附加动压力将通过轴承传达到机器上,引起整个机器的振动产生噪音,加速轴承的磨损,降低机器的寿命,甚至使机器控制失灵,发生严重事故.
   5.造成转子不平衡的原因


   (1).  设计不合理
       (2)．材料缺陷
       (3).  加工与装配误差
       ⑴.设计不合理

    旋转零件设计不均匀对称。
    单键槽与单键长短不一致。
    偏孔。
    未考虑平衡工序。
  
      ⑵．材料缺陷
       ⑶．加工与装配误差
    转子轴颈加工偏心，端面与轴线不垂直。
    焊接件和铸件造型缺陷。
    由于加工造成转子永久变形，例如：残余应力释放；加工时工件扭曲；由于热压配合，钎焊等造成变形。
    螺纹不垂直；松紧不当；拧紧程度不一致造成主轴弯曲。
    锁紧片未锁紧，造成涡轮叶片窜动。
    拉筋丝移位，使已平衡的转子失衡。
    二次装配误差。

5. 不平衡质点的分布及特性(一)


⑴． 向选定的两校正面分解，平移。如图：




     刚性转子的二面平衡原理
F=F'+F''
         b
F' =          F
       a+b
         a
   F'' =        F
       a+b


不平衡质点的分布及特性(二)

    不平衡向转子任一指定O点简化,合成为一静不平衡和一对力偶。
      质点向任意点“O”平移的                不平衡特性
------- 主矢R0的大小与方向和O点的选择
          无关
------主矩M0可在其作用面内任意搬移.
  
特性二的校正方法:(三面校正法)
在通过O点的横向平面上校正静不平衡量R0.
在任意两个横向平面上校正偶不平衡量M0
这种将静,动不平衡分别校正的方法常用于在平衡机上边组装边平衡.
       二． 不平衡的形式
                1．静不平衡


主矢(静不平衡R0)不为零,主矩(偶不平衡M0)为零:
R0═Mrcω²≠0   rc≠0
M0═0   JYZ═JZX═0
R0通过质心C，转轴Z与中心主惯性轴平行。

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2.硬支承动平衡机的        分离解算原理
      
        在硬支承动平衡机中,不平衡产生的离心力与支承振幅成正比,而且相位相同,因此,对于硬支承动平衡机是通过测量支承反力来确定二校正面上的不平衡量,若二校正面上的不平衡量产生的离心力为FL和FR,则左,右两支承的反力NL和NR,可由静力学的方法求出.

.   硬支承(测力型）动平衡机
工作原理：
      转子的不平衡量以力的形式作用在支承上只要测出支承所受之力就能得到不平衡量

         a.内重心外支承形式



FL=fL+ (AfL-CfR)/B
FR=fR- (AfL-CfR)/B
       （图6）

        b. 外重心悬臂支承式


FL=
fL-(AfL+CfR)/B
FR=
fR+ (AfL+CfR)/B

        c. 内重心内外支承式

FL=
fL+(AfL+CfR)/B
FR=
fR-(AfL+CfR)/B

   （图9）



FL=
     fL+(AfLCfR)/B
FR=
    fR+(AfL-CfR)/B                        
（图10）
 


硬支承平衡机面板示意图
      软支承动平衡机与硬支承动平衡机的比较
    五。动平衡精度与      指标
    （一）平衡的定义
（二）转子的平衡精度等级
     ----- 介绍国际标准化组织推荐的平衡精度标准
       3. ISO1940规定的符号
   1.试验确定转子的平衡精度
      
       通过实验(工作状态下),积累资料,对未做规定的某些特殊要求的转子订出可行的平衡精度规范
     2.根据eω=G（递减的常数）分级
① e=Uper/m—转子单位质量的不平衡量,称不平衡率.       对静平衡而言:
   e=偏心距.
② G=eω/1000          (mm/s.)
③:根据ISO1940标准,G的大小作为精度标号,等级之间公比为2.5,等级分为:
G4000,  G1600,   G630,      G250,     G100,
G40,    G16,    G6.3,    G2.5,  G1,   G0.4   
共11级.



六.动平衡机的精度与指标（一）
   最小可达剩余不平衡量(KER)

                    1.定义
        

         最小可达剩余不平衡量(KER)是平衡机平衡转子时所能达到的最小不平衡量,是衡量平衡机最高平衡能力的性能指标
                 2.表达方式
        软支承平衡机可用试验转子的剩余不平衡率(或转子偏心距) emar(g.mm/kg或µ)来表示.
 
        单面平衡的转子,其对应的最小可达剩余不平衡量为
    Umar=emarM(g.mm);
        双面平衡的对称转子,其校正面上对应的不平衡量为
    UmarⅠ.m=emar.M/2
        M为转子质量(kg),M/2是简化到校正面的当量质量.

        硬支承平衡机,可直接用校正面上的最小可达剩余不平衡量Umar(或UmarⅠ.Ⅱ)表示,单位为(g.mm)

  4.确定最小可达剩余不平衡量的方法 
      以8点测试法为例，确定转子实际的最小可达剩余不平衡量.
    将一块相当于转子预计最小可达剩余不平衡量5～10倍的试重(其重径积为mr(g.mm)),依次加在转子8等分的各个角度位置上,并读出相应角度的不平衡指示数(A格数).然后在座标纸上作出相应的点,如图所示.通过这些点绘一曲线.它是一近似的正弦曲线.用8个读数的算术平均值(如下图)