转子动平衡技术理论研究与应用

论文题目： 转子动平衡技术理论研究与应用 姓名：徐军锋 班级：机教 051 指导老师：付素芳 目录 动平衡技术的必要性 动平衡技术的发展 动平衡机的结构 动平衡机的分类 动平衡机的工作原理 动平衡试验 动平衡技术的必要性 随着现代工业的发展，机械的精密化和高速化，使得消除机器振动的问题日趋重要 ，旋转零部件的振动将直接影响到机器的效率、寿命和人身安全 。据统计 ,旋转机械的振动问题有 30 %以上都是由于转子不平衡引起的。为了解决上述问题，对转子的动平衡问题进行深入研究和学习是非常有必要的。 动平衡技术的发展 1870年加拿大人 开了平衡校正产业的序幕 。直到上世纪末 40年代，所有的平衡工序都是在采用纯机械的平衡设备上进行的。随着电子技术的发展和刚性转子平衡理论的普及，五十年代后大部分平衡设备都采用了电子测量技术。 直到七十年代，硬支承平衡机的出现可以认为是平衡机发展史上的一次飞跃。 八十年代，压电传感器技术又给平衡机的发展带来一次革命。随着微机技术的运用，将平衡机又带入一个崭新的时代，平衡机在性能、精度、可操作性方面均有了显著的提高。平衡机已经集光、电、机各方面的技术于一身。并且在电动工具、机械制造、风机、电机、造纸、纺织、家用电器、冶金等领域得到越来越广泛的应用。 动平衡机的作用 其主要功能为：对转子在旋转状态下进行动平衡校验，检测并显示转子不平衡量的大小及位置，以指导操作者将不平衡量尽量去除，以使转子达到平衡精度要求。 动平衡机的结构 平衡机是一种检测旋转体动平衡的检测设备。从结构上讲，主要是由机械振动系统、驱动系统和电气测量系统等三大部件组成。 机械振动系统主要功能是支承转子，并允许转子在旋转时产生有规则的振动。振动的物理量经传感器检测后转换成电信号送入测量系统进行处理。 驱动系统的主要功能是驱动转子，使转子在额定的平衡转速下旋转。 目前常见的驱动系统主要有万向联轴节驱动和圈带驱动。万向联轴节因本身结构中存在间隙和与工件安装时存在安装几何偏差，这些误差将直接影响工件的平衡精度，在特大工件时和心轴安装时更为突出。因此，万向联轴节驱动主要用于普通的、平衡精度要求不是很高的卧式平衡机。 电气测量系统 是的主要功能是处理由传感器来的电信号，显示出转子不平衡量所处的位置和大小。它是平衡机中的关键部件，其好坏直接影响平衡机的性能。 动平衡机的分类 平衡机的种类很多，就其机械振动系统的工作状态分类，目前所见的不外乎两大类：硬支承平衡机和软支承平衡机。硬支承平衡机是指平衡转速远低于参振系统共振频率的平衡机。而软支承平衡机则是平衡转速远大于参振系统共振频率的平衡机。简单来说，硬支承平衡机的机械振动系统刚度大，外力不能使其自由摆动。软支承平衡机的机械振动系统刚度小，一般来说，外力可以使其自由摆动。 动平衡机的工作原理 把刚性回转体安装在动平衡机的弹性支承上，使回转体转动。根椐支承的不同情况， (通过回转体的周期性机械振动信号变为电感信号 )测量出支承的振动和支反力。用分离解算电路，计算出回转体的不平衡量，再对回转体进行加重或去重，直至平衡量达到要求。 通常，转子的平衡包括不平衡量的测量和校正两个步骤，平衡机主要用于不平衡量的测量，而不平衡量的校正则往往借助于钻床、铣床和点焊机等其他辅助设备，或用手工方法完成。有些平衡机已将校正装置做成为平衡机的一个部分。 校正方法 转子的不平衡是因其中心主惯性轴与旋转轴线不重合而产生的。平衡就是改变转子的质量分布，使其中心主惯性轴与旋转轴线重合而达到平衡的目的。 当测量出转子不平衡的量值或相位后，校正的方法有： (1)去重法 即在重的一方用钻孔，磨削，錾削，铣削和激光穿孔等方法去除一部分金属。 (2)加重法 即在轻的一方用螺钉连接，铆接，焊接，喷镀金属等方法，加上一部分金属。 (3)调整法 通过拧入或拧出螺钉以改变校正重量半径，或在槽内调整二个或二个以上配重块位置。 (4)热补偿法 通过对转子局部加热来调整工件装配状态。 动平衡试验 动平衡处理前 动平衡处理后 动平衡机的技术革新 虚拟动平衡测试系统 多功能动平衡测量仪是以 098单片机为核心的一种基于微电子技术的数字化功能动平衡测量仪。该仪器采用 16位单片机、点阵式液晶显示屏、硬件滤波和软件滤波相结合的方法 ,使其具有操作简单、显示直观、精度高以及性能好的特点。 结论 所谓转子动平衡不仅要求使转子在转动时各偏心重量产生的惯性力之和为零，而且要使这些惯性力所构成的惯性力偶矩之和也等于零的一种平衡措施。目前利用平衡试验装置测定应去重量的方法，不可避免的会有误差存在，因而经过平衡去重的转子还会有残余的不平衡。欲减小这种残余的不平衡就需使用更精密的平衡试验装置、更先进的测试设备。 致谢 在论文完成过程中，指导老师给了我极大的关心。老师严谨求实的治学态度，对新知识的孜孜以求，在研究上锐意进取的精神对我今后的工作和生活将产生深远的影响。 感谢付素芳老师、李达