轉(zhuǎn)子平衡機(jī)的原理和方法

1、n轉(zhuǎn)子不平衡的原因和危害n轉(zhuǎn)子不平衡的分類n剛性轉(zhuǎn)子和撓性轉(zhuǎn)子n平衡機(jī) 硬支承平衡機(jī) 軟支承平衡機(jī)本本 章章 內(nèi)內(nèi) 容容n剛性轉(zhuǎn)子的平衡方法 靜平衡 單面動(dòng)平衡 雙面動(dòng)平衡n撓性轉(zhuǎn)子的平衡方法 振型平衡法 影響系數(shù)法 振型圓平衡法轉(zhuǎn)子不平衡的原因和危害轉(zhuǎn)子不平衡的原因和危害 不平衡的原因不平衡的原因 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱。 材質(zhì)不均勻，制造誤差、安裝誤差。材質(zhì)不均勻，制造誤差、安裝誤差。 運(yùn)行中零部件的變形、移位、結(jié)垢、破損。運(yùn)行中零部件的變形、移位、結(jié)垢、破損。 不平衡不平衡的危害的危害 轉(zhuǎn)子振動(dòng)和應(yīng)力大，運(yùn)行不安全。轉(zhuǎn)子振動(dòng)和應(yīng)力大，運(yùn)行不安全。 惡化環(huán)境，浪費(fèi)能源。惡化環(huán)境，浪

2、費(fèi)能源。 產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量下降。產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量下降。轉(zhuǎn)子平衡的方法和設(shè)備轉(zhuǎn)子平衡的方法和設(shè)備 剛性轉(zhuǎn)子剛性轉(zhuǎn)子 撓性轉(zhuǎn)子撓性轉(zhuǎn)子 靜平衡靜平衡 影響系數(shù)法。影響系數(shù)法。 單面平衡單面平衡 振型平衡法（模態(tài)平衡法）振型平衡法（模態(tài)平衡法）。 雙面平衡。雙面平衡。 其他綜合方法。其他綜合方法。 平衡設(shè)備平衡設(shè)備 平衡機(jī)：專用、通用，硬支承、軟支承，臥式、平衡機(jī)：專用、通用，硬支承、軟支承，臥式、 立式，機(jī)電式、計(jì)算機(jī)化，等。立式，機(jī)電式、計(jì)算機(jī)化，等。 現(xiàn)場(chǎng)平衡：平衡儀現(xiàn)場(chǎng)平衡：平衡儀 其他設(shè)備：平行導(dǎo)軌、滾輪架、平衡搖架等。其他設(shè)備：平行導(dǎo)軌、滾輪架、平衡搖架等。 剛性轉(zhuǎn)子與撓性轉(zhuǎn)子剛性轉(zhuǎn)子與撓性

3、轉(zhuǎn)子 n 0.5nc1 稱為剛性轉(zhuǎn)子。 0.5nc1 n 0.7nc1 稱為撓性轉(zhuǎn)子。 其中, nc1 為第一階臨界轉(zhuǎn)速， n 為轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速。n剛性轉(zhuǎn)子和撓性轉(zhuǎn)子有完全不同的平衡方法。n如能正確選擇平衡平面和平衡轉(zhuǎn)速，準(zhǔn)剛性轉(zhuǎn)子?？刹捎脛傂赞D(zhuǎn)子的平衡方法。剛性轉(zhuǎn)子不平衡的形式剛性轉(zhuǎn)子不平衡的形式靜不平衡靜不平衡 離心慣性力系有合力合力動(dòng)不平衡動(dòng)不平衡 = 靜不平衡 + 偶不平衡離心慣性力系合成為一合力合力和一合力偶合力偶 偶不平衡偶不平衡 離心慣性力系有合力偶合力偶不平衡向兩個(gè)平面的分解不平衡向兩個(gè)平面的分解 剛性轉(zhuǎn)子的任意不平衡可以向兩個(gè)平面內(nèi)分解。 故剛性轉(zhuǎn)子都可以用兩個(gè)校正質(zhì)量來達(dá)到

4、平衡。oCoWC靜平衡的布置靜平衡的布置W水平導(dǎo)軌水平導(dǎo)軌滾輪架滾輪架水平導(dǎo)軌轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子滾輪架平衡機(jī)的原理平衡機(jī)的原理幅值 I相位 II轉(zhuǎn)速擺架A 幅值 II相位 I解算電路傳感器傳感器驅(qū)動(dòng)電機(jī)擺架B III硬支承和軟支承平衡機(jī)硬支承和軟支承平衡機(jī)硬支承平衡機(jī)的擺架 軟支承平衡機(jī)的擺架硬支承和軟支承平衡機(jī)的對(duì)比硬支承和軟支承平衡機(jī)的對(duì)比比較項(xiàng)目硬支承平衡機(jī)軟支承平衡機(jī)不平衡的檢測(cè)方式直接檢測(cè)不平衡力直 接 檢 測(cè) 不 平 衡 產(chǎn) 生 的振動(dòng)平衡時(shí)的軸承條件軸 承 剛 度 大 ， 比 較 接近轉(zhuǎn)子實(shí)際工作條件軸 承 剛 度 低 、 振 動(dòng) 大 ，與 轉(zhuǎn) 子 實(shí) 際 工 作 條 件 差別較大平衡所需

5、的 時(shí) 間啟動(dòng)、停車快，效率高啟動(dòng)、停車費(fèi)時(shí)，測(cè)試時(shí)間長解算電路的 調(diào) 整不 需 加 試 重 調(diào) 整 ， 不需 試 車 標(biāo) 定 ， 操 作 容易需 加 試 重 調(diào) 整 ， 需 試 車標(biāo)定，操作較費(fèi)事平衡精度一般可達(dá) 0.5 微米，很難進(jìn)一步提高一般可達(dá) 0.5 微米，高精度的可達(dá) 0.005 微米適用范圍適用性廣轉(zhuǎn) 子 尺 寸 、 外 形 經(jīng) 常變化的場(chǎng)合結(jié) 構(gòu) 堅(jiān) 固 ， 適 用 于 車間等現(xiàn)場(chǎng)大批量零件的平衡微型轉(zhuǎn)子和高精度轉(zhuǎn)子單面平衡的布置和方法單面平衡的布置和方法QAA01 0AP 1.選擇加重平面、選擇測(cè)點(diǎn)。 畫鍵相標(biāo)記，逆轉(zhuǎn)向畫360相位刻度盤。2.測(cè)得原始振動(dòng)A0(幅值和相位)。

6、3.在平衡平面內(nèi)加試重Q，測(cè)得振動(dòng)A1。4.計(jì)算影響系數(shù)5.按下式求得校正質(zhì)量P。幅值相位轉(zhuǎn)速A 單面平衡的作圖解法單面平衡的作圖解法 作A0和A1 ，求其差為A1- A0 。 量A1- A0 和 A0之間的夾角為 。 把試重Q 按 的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一 角，此即為校正重的正確方位。 校正重 P 的大小為：010AAAQPKoQP相角正A0A1A1- A0o相角正雙面平衡的布置和方法雙面平衡的布置和方法 10111011QBBQAA , 20222022QBBQAA , 0221102211BPPAPP 幅值相位轉(zhuǎn)速A B I II A B 1.測(cè)原始振動(dòng)A0，B0。2.平面I 內(nèi)加試重Q1，測(cè)得振動(dòng)

7、A1，B1。3.計(jì)算影響系數(shù)4.平面II 內(nèi)加試重Q2，測(cè)得振動(dòng)A2，B2。5.計(jì)算影響系數(shù)6.按下式求得校正質(zhì)量P1，P2。轉(zhuǎn)子不平衡的真實(shí)分布轉(zhuǎn)子不平衡的真實(shí)分布 不平衡的大小和方位沿軸線是隨機(jī)分布的。 需要無數(shù)個(gè)校正質(zhì)量才能達(dá)到理想的平衡。 這不可能不可能，也是不必要不必要的！轉(zhuǎn)子的不平衡轉(zhuǎn)子的不平衡按模態(tài)分解按模態(tài)分解 轉(zhuǎn)子的任意不平衡可以按模態(tài)分解。 然后，按模態(tài)逐階平衡。 由于模態(tài)的正交性，各階模態(tài)的平衡不會(huì)相互影響。撓性轉(zhuǎn)子的模態(tài)平衡法撓性轉(zhuǎn)子的模態(tài)平衡法n根據(jù)轉(zhuǎn)子的振型選擇校正平面，對(duì)應(yīng)各階模態(tài)計(jì)算的各校正質(zhì)量的比例。n在第一臨界轉(zhuǎn)速附近，平衡轉(zhuǎn)子的第一階模態(tài)不平衡。n在第二臨

8、界轉(zhuǎn)速附近，平衡轉(zhuǎn)子的第二階模態(tài)不平衡，等。直到工作轉(zhuǎn)速下那一階為止。n由于各模態(tài)的正交性，各階模態(tài)的平衡不會(huì)相互影響。n最后在工作轉(zhuǎn)速下，作修正性平衡。n有N平面平衡法和N+2平面平衡法兩種。n為剛性轉(zhuǎn)子影響系數(shù)法的直接推廣。不同處在于： 平衡轉(zhuǎn)速數(shù)為 N 1 振動(dòng)測(cè)點(diǎn)數(shù)為 M 2 校正平面數(shù)為 K 2n當(dāng)N M K時(shí)，矛盾方程?？捎米钚《朔ㄇ蠼?。即在各測(cè)點(diǎn)殘余振動(dòng)平方和為最小的條件下，求得一組校正質(zhì)量。撓性轉(zhuǎn)子的影響系數(shù)平衡法撓性轉(zhuǎn)子的影響系數(shù)平衡法模態(tài)響應(yīng)圓（振型圓）模態(tài)響應(yīng)圓（振型圓）n不同轉(zhuǎn)速下的響應(yīng)矢量聯(lián)起來成為模態(tài)響應(yīng)圓。n在轉(zhuǎn)子升速或降速時(shí)，連續(xù)測(cè)量可以得到模態(tài)響應(yīng)圓。n臨界轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)于響應(yīng)圓的直徑。n不平衡方向領(lǐng)先于臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的響應(yīng)90度。n兩階臨界轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)兩個(gè)模態(tài)響應(yīng)圓。n不平衡在平面I，軸承A的兩個(gè)響應(yīng)圓直徑夾角為銳角；軸承B的兩個(gè)響應(yīng)圓直徑夾角為鈍角。n這有助于判別不平衡的軸向位置。單跨轉(zhuǎn)子的模態(tài)響應(yīng)圓單