动平衡基础(制作)

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1、 动平衡基础 n 编写：hmhawk n 制作：hmhawk 一、动平衡机的简介与分类 二、为什么要动平衡校验 三、动平衡精度及计算 四、动平衡机的精度和指标 五、平衡工艺与方法 六、高速转子的低速动平衡 Date2 一、动平衡机的简介与分类 n动平衡机是用于测定转子不平衡的机器，按其测量 结果进行校正，以改善被平衡转子的质量分布，使 转子运转时轴颈的振动或作用于轴承的力减小到规 定的范围内。动平衡机的主要功能是测量。有时还 附有校正装置，以提高平衡效率。 n平衡机的类型繁多，可以从应用和原理两方面去划 分。 n1. 从应用方面划分： n通用平衡机与专用平衡机；卧式平衡机与立式平衡 机；误差式

2、平衡机与可校准式平衡机；微型、小型 、中型、重型系列的平衡机 。 Date3 n通用平衡机是在规定的转子重量和转速范围内，能 平衡多种转子的平衡机。 n专用平衡机是在规定的转子重量和转速范围内，只 能平衡某一类型转子 的平衡机。 n卧式平衡机是被平衡转子的旋转轴线在平衡机上呈 水平状态的平衡机。 n立式平衡机是被平衡转子的旋转轴线在平衡机上呈 垂直状态的平衡机。 n误差式平衡机是没有平面分离解算装置，校正平面 之间的相互影响不能消除，不平衡量值的大小无直 观指示，效率很低，已趋于淘汰。 Date4 n可校正式平衡机是设有平面分离解算电路，利于机 械标准转子或电气标准转子进行平面分离及标定， 从

3、而能直接显示出校正面上的不平衡量大小与相角 的数值。缺点是需要花费时间作调整运转来进行标 定，同时，这种平衡机的准确性在一定程度上视操 作者最初校准的精度而定。 n永久校准式平衡机是在平衡机规定范围内，仅按转 子的几何尺寸及支承位置等五个参数，不用调整运 转就可完成平面分离及标定的工作，其不但操作简 便，效率高而且平衡机的灵敏度及准确性也不受操 作者及转子类型的影响。 n微型平衡机指转子重量为0.001到1公斤、小型平衡 Date5 n机指转子重量为0.3到100公斤、中型平衡机指转 子重量为30到3000公斤、重型平衡机指转子重量 为1到100吨。 n2、从原理方面划分： n离心式平衡机与重

4、力式平衡机；软支承平衡机与 硬支承平衡机。 n离心式平衡机是在旋转状态下根据转子不平衡离 心力而引起的振动位移或振动力来测定转子不平 衡的平衡机。 n重力式平衡机是依赖于转子本身重力的作用，在 转子不旋转的状态下测量其静不平衡量。 Date6 n我们公司现在使用的动平衡机有两台，是上海申 克公司生产的YYWQ1000与H5U。YYW Q1000与H5U的主要区别是YYWQ1000采用皮 带驱动，CAB610的测量系统，转子限重1吨； H5U采用万相节驱动，CAB690的测量系统，转 子限重4吨。都属于硬支承平衡机。硬支承平衡机 是七十年代发展起来的一个新品种，其支承刚度 很大，故转子支承系统的

5、固有频率很高，且远高 于平衡转速，因此转子支承系统的振幅很小，转 子的惯性力可以略去不计。所以转子的不平衡量 是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，故也可称为测力型动平 衡机。 Date7 n它通过输入测量面板上的数据，便可实现平面分离 和标定，从而一次启动运转后即能正确地显示出不 平衡量的读数及其相角。因此，它十分适用于多品 种小批量转子的动平衡。 n它主要由三大系统组成： n1、驱动系统: n它驱动转子达到所要求的平衡转速，通常包括电动 机、变速装置(传动装置)、制动装置、主轴及万向 联轴节。 n2、摆架系统: n它支承被平衡工件并使之在不平衡力作用下发生振 动

6、（静位移），通常包括支承架(轴承)、摆架、压 Date8 n紧臂、安全压紧臂、轴向限制支架等组成。 n3、测量系统: n它检测并指出不平衡的大小及相位，通常包括传 感器、基准信号发生器以及一系列的运算电路、 分离电路、模拟测量电路组成的电测系统。 n电测箱从过去的相敏式火花式发展到矢量瓦特表 到目前发展成更小型的，检测能力更强，显示精 度更高，功能更强的电脑化电测系统。 n我公司从矢量瓦特表式到目前电脑化的CAB690， 在宁波地区来讲我公司拥有最大吨位，最高检测 精度的动平衡机。 Date9 1、动平衡机的测量系统 CAB690 1、不平衡量显示图 2、不平衡量的大小级角度 3、功能键 4、

7、输入键 5、数字键 Date10 1、动平衡机的测量系统 CAB610 在运行时显示 ： 1、不平衡量显 示灯 2、不平衡量 的所在位置 3、支承方式 4、状态显示灯 5、功能键 6、转速指示灯 7、测量指示灯 8、灵敏度指示灯 9、加、去重指示灯 10、重量单位切换键 11、数字键 12、方向键 Date11 2、动平衡机的摆架系统 H5U 1、压紧臂 2、支承滚轮 3、支承架升降扳手 4、传感器 5、摆架 6、摆架移动扳手 7、安全压紧臂 8、支承架 9、摆架紧固螺栓 10、支承架紧固扳手 Date12 2、动平衡机的摆架系统 YYW-Q1000 1、压紧臂 2、支承滚轮 3、摆架 4、传

8、动系统 5、支承架紧固扳手 6、支承架升降扳手 7、摆架紧固螺栓 8、安全压紧臂 9、支承架 10、轴向限制支架 Date13 3、动平衡机的驱动系统 H5U 1、调速柄 2、万相节驱动器 3、调速直流电动机 4、万相节驱动器调节扳手 Date14 3、动平衡机的驱动系统 YYW-Q1000 1、皮带调节器 2、调节杆 3、调节滚轮 4、皮带 5、支承座 6、滚轮调节槽 7、皮带调节滚轮8、支承座螺栓 9、驱动直流电机与变速轴套 Date15 二、为什么要动平校验 n机器中绕轴线旋转的零部件称为机器的转子。 n由于转子在制造加工过程中及组装过程中，最后 装配完毕的转子总是不能做到动力上的完全轴

9、对 称(称为轴偏心)，因此也就存在一定的不平衡量。 这种不平衡量通常称之为原始不平衡量。 n1、 造成原始不平衡量的因素主要有： n a、 转子零部件材质的不匀称性； n b、拆换件(联轴节，推力盘，平衡盘等)间隙引 起的不平衡； n c、转子及其零部件加工中公差允许的不圆度 和偏心等。 Date16 n2、使用不平衡转子的危害： n如果转子存在不平衡量，当转子旋转时，转子的 不平衡量将产生一个离心力。随着转速升高，离 心力也逐渐变大。离心力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。 n3、转子不平衡的几种情况：

10、 n静不平衡、准静不平衡、偶不平衡和动不平衡。 对前两种的平衡校正称为静平衡，对后两种平衡 校正称为动平衡。 n以上四种不平衡情况，它们的平衡方法都不一样 。 Date17 n静不平衡相当于把一个不平衡质量m加在质量为 M、半径为r的平衡转子的中心平面上。这时转子 新的重心位于原重心平面内离原来重心的距离为 e(e=mr/M称为偏心距)，新的中心惯性主轴和转 动轴线始终平行，当转子旋转时，由偏心距引起 离心惯性力使轴承产生振动，要使这种转子平衡 ，只需在中心平面内m的对称位置上加一相等的 质量，转子便平衡了。 n准静不平衡相当于把一个不平衡质量m加在除中 心平面的任意平面上，这时中心惯性主轴和

11、转动 轴线相交。平衡这种转子也只需在某一个特定平 面上加上或除去一定的质量m便可达到平衡。 Date18 n偶不平衡相当于在一个平衡转子的一个平面上180 度加两个相等重量的不平衡量。中心惯性主轴通 过质点而与转动轴线相交成角。要平衡这种转 子不能单独用一个力来平衡，即不能在一个平面 上加重或去重，而必须在两个平面上加重或去重 ，才能使转子得到平衡。 n动不平衡是最普遍的不平衡现象。它相当于静不 平衡和偶不平衡的组合。转子的中心惯性主轴和 转动轴线既不平行也不相交，要平衡这种转子必 须在两个或多个平面上加重或去重才能使转子得 到平衡。 Date19 n任何一个不平衡的转子经过动平衡校正后，不仅

12、 消除了偶不平衡，同时也消除了静不平衡，这时 转子的中心惯性主轴和转动轴线也就完全一致了 ，从而使转子达到平衡。但这都是理论上的，在 我们实际的工作中，想要把一个不平衡的转子平 衡到不平衡量为零，那是不可能的。因为我们受 到动平衡机的精度和转子局限性的影响。因此， 我们只要达到该转子所要求达到的平衡精度就可 以了。关于动平衡精度，下一章会给大家作详细 的介绍。 Date20 n4.什么情况下要动平衡校验： na.当转子外径D与长度l满足D/l5时，不论其工作 转速高低都只需进行静平衡。 nb.当lD时，只要工作转速大于1000(转/分)，都要 进行动平衡校验。 n在理论上规定是这样的，实际工作

13、中对于转子上任 一配件，或者经过检修没有更换配件的转子也需动 平衡校验。 n在组装过程中，各配件之间产生的间隙都符合安装 标准但对整个转子件，它的累计误差有可能超过该 转子的动平衡精度。特别是对一些装有轴承底套的 转子件，更应该在总装前经动平衡校验。 Date21 三、动平衡精度及计算 n 一般来说，转子的质量越大，允许的剩余不平衡 量也越大。因此都将许用的剩余不平衡量Uper与 转子的质量m联系起来。e=Uper/m是转子单位质 量的不平衡量，称为不平衡率，对静不平衡转子 而言，就是偏心距。它能表示出平衡精度的高低 。 n平衡精度等级以转子允许位移e和转子工作角速 度之积来表示。Ge，(2n

14、/60，e mr/M)。将G单位毫米/秒转换为微米/秒（ e/1000G）。 Date22 nG的大小作为精度标号，精度等级之间的公比 为2.5。等级分为：G4000、G1600、G630、 G250、G100、G40、G16、G6.3、G2.5、G1 、G0.4共十一级。我们常用的是G6.3(泵和电 机的转子)、G2.5(风机，透平，及我公司的A 类设备)、G1(烟机)。 Date23 n不平衡量的计算： nUme 克毫米 nU不平衡量，m转子重量， e转子位移 nUpermeper nUper允许不平衡量，m转子重量 ， eper转子允许位移 动平衡的计算公式： Date24 动平衡计算例

15、题： n例：某转子重100KG，叶轮半径100mm，精度 为G6.3级，转速为3000转/分，求允许不平衡 量为多少？ n解、Uper=m*eper nG6.3=eper*/1000=6.3 neper =G6.3*1000/ n eper=6.3*1000/(2*3.14*3000/60)=20(微米) n Uper=m*eper=100*1000*20/1000=2000克/毫米 n m*r=2000 m=2000/100=20克 Date25 四、动平衡机的精度和指标 n最小可达剩余不平衡量系平衡机平衡转子时所能 达到的最小剩余不平衡量，是衡量平衡机最高平 衡能力的性能指标。硬支承平衡机

16、可直接用校正 面上的最小剩余不平衡量Umar表示，单位为(克/毫 米)，有些也使用克/厘米。 n最小可达剩余不平衡量(emar或Umar)受平衡机的型 式、测量方式、传动方式、轴承形式及校正面的 平面分离比和平衡机的灵敏度等等因素的影响。 Date26 n1.确定动平衡机实际剩余不平衡量的方法： n8点试重法，就是将一块相当于转子预计剩余不平 衡量5到10倍的试重块，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 ，然后在坐标纸上作出相应的点，通过这些点绘 一曲线，它是一近似的正弦曲线。取8个读数的平 均值与试重值相减即为实际剩余不平衡量。 n2.影响平衡精度的因素： n要使转子的平衡精度很高(即剩余的不平衡量很小 )，就要尽量排除影响不平衡精度的因素。这些影 响因素中平衡机的传动方式和传动件的不平衡影 响最大。 Date27 n其它如转子的轴颈精度也都应受到严格的限制， 还有装有风叶的转子件，重心不在转子中心的转 子，装有轴承底套和密封使用盘根的转子。 n3.不平衡