动平衡培训材料

1、动平衡培训材料 第一讲 动平衡培训材料 为什么要做平衡？为什么要做平衡？ 动平衡培训材料 何为平衡课程？ 你为什么要在这学习？ 我们要为这个课程做什么对你是有益和实用的？ 动平衡培训材料 我们将学会什么？ 这儿有70个独立的章节，分四组。 这些结构将逐步带领我们走进不平衡测试， 修正，公差设定，程序，设备选定，夹具和 平衡设计的世界。 动平衡培训材料 转子平衡的理论，技术 和工艺 动平衡培训材料 为什么要平衡转子？ 怎样平衡转子？ 什么是公差？ 不平衡的后果是什么？ 动平衡培训材料 准备，开始！开始！ 动平衡培训材料 不平衡会导致不平衡会导致 产生振动 产生振动 产生振动 减少轴承寿命减少轴承

2、寿命 影响操作效果 影响质量影响质量 操作者疲劳（无用功增大） 产生噪音 产生噪音产生噪音 产生噪音产生噪音 较高的维护费用较高的维护费用 动平衡培训材料 不平衡的根源是什么？ 振动或噪音来自哪里？ 不平衡 动平衡培训材料 艾萨克先生 和他的三大运 动定律 动平衡培训材料 牛顿 宇宙的三大定律 第一定律 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直 到有外力迫使它改变这种状态为止。 如果物体改变它的速度或方向，一定有外力作用 它上面。如果有振动，是因为有外力改了其运动 方向。 动平衡培训材料 第二定律 力和运动的关系. F = M.a Force = mass x acceleration 力

3、=质量x加速度 动平衡培训材料 第三定律 任何物体的作用力与 反作用力大小相等， 方向相反。 如果你推某物或某人时，你将会受到一个反作用力。 当你射击时一个小的弹头被加速到高速，因为枪的后座质量很 大它的加速度较低但是总的能量反作用给你是一样的。 动平衡培训材料 线性或旋转运动直线运动是容易理解的- 用棒击球时，你听到啪的一声 球飞出球场，或者飞进等待的 手套。 旋转运动不是那样明显，让我 们看一两个例子。 动平衡培训材料 旋转运动 动平衡培训材料 有种很好玩的空 中骑士，我们都 有玩过利用向心 力的开心经历。 我们感觉的是离 心力，你能控制 重力负荷吗？ 动平衡培训材料 蓝色的圆圈是座位的运

4、动轨迹，绿线是链接座椅到支竿 的线。 紫色点相当于座椅和骑手。 黑线相当于向心力 动平衡培训材料 如果线断了（天啊）骑士和座椅将会以粉红 色箭头飞出而不是红色方向。 动平衡培训材料 谁知道这个游戏的设计者是怎么 计算离心力的呢？ 很简单，让我们立刻做。 艾萨克先生给了我们这个基本等式： - F = M.a 我们知道质量 (在地球上质量近似于重量) 什么是加速度？ 它和速度的平方和半径有关 Fc = M.V2/r 动平衡培训材料 这是个有关平衡的例子 当我们加速时会产生什么 样的效果呢? 不平衡看来变得 更糟。 动平衡培训材料 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.

5、00 14.00 5000.0010000.0015000.0020000.0025000.0027500.00 RPM e micron 平衡公差随速度改变而变化 不平衡和速度关系对照表 质量等级 G 6.3 动平衡培训材料 刚性转子-刚性轴承里的转子旋转 轴受到的离心力等于不平衡量X速度平 度。 数学表达式 Fc= M.e.(2PI n/60)2 注：不平衡量不随速度的改变而改变 动平衡培训材料 Force V el oci ty Speed U nbal ance M agni tude C entri fugal 不平衡量 振动与速度成正比 离心力与速度的平方成正比 动平衡培训材料 一

6、个转子的质量轴和几何轴（旋转轴） 不一致就会存在不平衡。 U = m x r = M x e 动平衡培训材料 “M” = 转子质量 “m” = 不平衡块 “C” = 质量中心 “e” = 几何中心与质量 中心间的距离 r” = 不平衡块到几何中心的距离 “F” = 不平衡块产生的力 “U” = 转子不平衡量 “N” = 转子速度 不平衡定义 U = m x r = M x e F U. N2 动平衡培训材料 什么是平衡？什么是平衡？ 修正不平衡的方法： 增加，减少（移除），移动材料（再分配） 直到振动或轴承压力在安全范围内 动平衡培训材料 平衡是调节转子质量分配使质量轴和几何轴一致的过程。平衡

7、是调节转子质量分配使质量轴和几何轴一致的过程。 我们容许的公差范围是 : 0.0004” to 0.00001” 400 to 10微英寸 0.01 mm to 0.00025 mm 10 to 0.25微米 动平衡培训材料 R 重力中心 不平衡块“m” U = m x R 动平衡培训材料 转子质量“M” 重力中心 U = M x e e 动平衡培训材料 这是平衡的入门介绍 记住平衡不只是FUN，它是 FUN2FUN2 FUN2FUN2 FUN2 FUN2 FUN2 动平衡培训材料 第二讲 动平衡培训材料 什么是平衡？什么是平衡？ 校正转子质量中心线 和轴承中心线一致 动平衡培训材料 1 -什

8、么是转子平衡 让我们先确定一些定义 ： 转子-一般指任何部分或按定义轴旋 转的合心体，也就是转动体 动平衡培训材料 轴转子旋转的中心线，或将要旋转的线 质量轴-对称分配转子质量的中心线 轴承的轴-设计的转动轴，连接轴承中心的线 继续定义. 动平衡培训材料 轴转子旋转的中心线，或将要旋转的线 质量轴-对称分配转子质量的中心线 轴承的轴-设计的转动轴，连接轴承中心的线 继续定义. 动平衡培训材料 “M” = 转子质量 “m” = 不平衡块 ”C” = 质量中心 e” =质量中心与几何中心的距离 r” = 不平衡块m到几何中心的距离 “F” = 不平衡块产生的力 “U” = 转子的不平衡量 “N”

9、= 转子速度 不平衡的定义 U = m x r = M x e F U. N2 动平衡培训材料 轴转子旋转的中心线，或将要旋转的线 质量轴-对称分配转子质量的中心线 轴承的轴-设计的转动轴，连接轴承中心的线 继续定义. 动平衡培训材料 离心率质量中心与轴中心的偏移量(微英寸 或微米) 不平衡量转子质量与偏心率的乘积 继续定义. 质量中心 轴中心 “ e” 动平衡培训材料 1微米 (40微英寸) 0.001” 0.0001” 人的头发 0.0035” 什么是微米？ 1微英寸 动平衡培训材料 不平衡是当振动的力或运动 作用在轴承受到离心力的结 果。 平衡是测试不平衡量和修正使轴承离心力或振 动在定

10、义公差范围的过程。 动平衡培训材料 如果转子有不平衡量它就会产生振 动，振动的大小不仅取决于不平衡 量而且和轴承的硬度有关。 如果轴承足够硬将不会有太多的振动除非轴承过载 。 动平衡培训材料 我们不得不平衡许多不同类型和形状的转子，为 了简便，我们依照转子的形状和特征把转子分四 种。 从4种开始-柔性转子，不需要平衡。 我们仅仅去考虑刚性转子。 动平衡培训材料 静不平衡 质量中心偏移 动平衡培训材料 偶不平衡 质量轴 歪斜 动平衡培训材料 动不平衡 质量轴歪斜 质量中心偏移 动平衡培训材料 轴承支撑面 AB 不平衡的测量和修正 动平衡培训材料 轴承支撑面 A 单面不平衡 - A = 10个单位

11、在“0”度上 2 8 8 2 动平衡培训材料 轴承支撑面 B 单面不平衡 - A = 6个单位在“90”度上 55 33 动平衡培训材料 轴承支撑面 A 单面不平衡 - A = 10单位在 “0”度上 2 8 8 2 动平衡培训材料 轴承支撑面 B 单面不平衡 - A = 6个单位在 “90”度上 55 33 动平衡培训材料 轴承支撑面 AB 双面不平衡- A = 10个单位在“0”度上 B = 6个单位在“90”度上 3 8 3 2 动平衡培训材料 8 3 3 2 3.6 8.5 2056 转子的端视图和在轴承上的不平衡影响 Result - 8.5 units 20Result - 3.6

12、 units 56 动平衡培训材料 轴承支撑面 AB 双面不平衡- A = 10个单位在“0”度上 B = 6个单位在“90”度上 3 8 3 2 动平衡培训材料 转子与滑轮装置 10 units 110 11 1 动平衡培训材料 这变的太难理解了！ 我需要一种简单的方法测量不平衡量并知道 怎么修正! 有两个关键点： - 动平衡培训材料 面分离 我们做这个操作，从被测试修正的区域调出不平衡 量的数据 动平衡培训材料 动平衡培训材料 30 80 100 动平衡培训材料 动平衡培训材料 动平衡培训材料 平衡 步骤1测量 步骤2修正 动平衡培训材料 有三种方法平衡转子： 增加质量 移除质量 从新分配

13、质量 动平衡培训材料 安全有效的规定是什么? 参考标准：国际标准- ISO 1940, ANSI S2.19, API 610. 基于应用和操作速度 在制造成本和平衡公差之间有个权衡。最适 宜的平衡度不是提高性能 动平衡培训材料 所有机器都有一个来自轴承， 电驱动，传送带和滑轮等的基 本噪音标准。 在一定标准下的平衡不是改进性能。 你不可能平衡到“0” 动平衡培训材料 频率 1 X RPM 振幅 频率 1 X RPM 振幅 振动信号 不平衡的转子 振动信号 平衡的转子 动平衡培训材料 平衡公差和成本花费密切相关，好的平衡精度需要很 大的花费 好的平衡精度可以提高性能 最适宜的平衡公差是什么?

14、动平衡培训材料 平衡标准: ISO 1940 ANSI 2.19 API 610 动平衡培训材料 ISO 1940 最好知道: 什么是G? 动平衡培训材料 用ISO 1940 平衡公差= (gm-mm) 9.54 x G number x Mass(grams) RPM 动平衡培训材料 美国石油协会 API 610 平衡公差= 4W/n 动平衡培训材料 摘要 有三种不平衡类型：单面不平衡，偶不平衡，双面不 平衡 直径和转子的长度比是选择测量类型的主要依据。 修正面距离与轴承间距离比是另一个主要主要依据 转子形状(轴承间,悬挂等)是第三个依据 所有的目的是限制轴承的负载和/或振动。 平衡公差应该

15、以被执行的过程为基础，不应该 只盲从G 2.5 规则不顾实际应用 动平衡培训材料 第三讲 动平衡培训材料 角度的重要性 0 90 180 270 ? 动平衡培训材料 a R1,q1 R2,q2 a 平衡修正的相位误差 1 2 从1到2的修正 相位误差= a 角度改变量大于角度误差 动平衡培训材料 a R1,q1 R2,q2 a 平衡修正的相位误差 1 2 a 实际修正有小的角度误差和小值误差 结果约90的相位偏移 动平衡培训材料 修正率 U 正常修正 带角度误差的修正 数量 10% of U 20% 误差结果 动平衡培训材料 不平衡的向量 不平衡(超重) 修正（去重） 残余不平衡量 如果修正的

16、数量是正确的而 仅仅是角度误差，残余量等 于U sin a a 动平衡培训材料 Angle error ANGLEAmount 1 0.02 2 0.035 3 0.05 4 0.07 5 0.09 6 0.1 7 0.12 8 0.14 9 0.155 10 0.175 动平衡培训材料 我们怎样识别角度误差？ 3种方法种方法 I)通过加减重直到原始角度被显示 II)平衡到零并加上标准质量块 III) 电子归零后再加上标准质量块 动平衡培训材料 修正率 一次测量修正周期中不平衡量的减少量 如果在修正后10% 的原始不平衡残余量，那么修正率为10:1 动平衡培训材料 为什么不能平衡到零 测量误差

17、 修正误差 面分离误差 动平衡培训材料 为什么不能平衡到零 测量误差 测量的局限性 测量时间短 平衡速度不够 高精度的公差 轴承缺陷 带驱动和终端驱动 机器误差 标准值误差 校准角度误差 参考标记的质量块误差 动平衡培训材料 为什么不能平衡到零 修正设备的设计误差 角度或半径误差 钻孔深度误差 工件或夹具不够干净 不精确的夹具（重复性不好） 切削刀具钝，额外的压力，或不能到达定义的深度 动平衡培训材料 为什么不能平衡到零 面分离误差 参数设置误差 加工误差 动平衡培训材料 为什么不能平衡到零 面分离误差 修正量的变化 在测试或修正时转子的轴被移动 动平衡培训材料 可控制吗? 测量的可重复性 -

18、 公差的百分比 不平衡量的百分比 角度的忽略 同样的数据点在不同 的半径上 动平衡培训材料 Gage R&R, Cpk 计量器R&R, Cpk Gage R&R - 计量器R&R-测试的可重复性，再现性 这适用于测量装置。 Cpk -是一个处理容量的参数 这适用于测量，修正和审计包装体 动平衡培训材料 平衡是制造局限性的测量和修正那些影响到定义范围内 任何加工都有能力的局限性 任何尺度都有局恨性和公差度 制造业潜心于材料物体的实际结合和公差从而有效地生产一 个适当的技能装置。 平衡的功效取决于上级制造业的工艺情况。 动平衡培训材料 平衡机的测试 测试平衡机需要有测试转子和标定质量块。 这是校验机器性能的国际标准。 用产品零件测试机器是需要的，但应该补