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隨著國內技術越來越成熟,做平衡機的企業(yè)也開始越來越多。由原來平衡機基本靠進口相比,現(xiàn)在的平衡機企業(yè)數(shù)量已經(jīng)是遍布全國了。雖然技術趨于成熟,但在關鍵的自動化領域還是有不足。目前國內做自動平衡機的企業(yè)幾乎沒有,國內做的基本上是半自動的平衡機,即通過機器檢測工件不平衡的位置再由人工去處理。

平衡機是用于測定轉子不平衡的儀器,是測量結果對轉子的不平衡量進行校正,使轉子旋轉時產(chǎn)生的振動或作用于軸承上的振動減少到允許的范圍內,以達到減少振動、改善性能和提高產(chǎn)品質量的目的。平衡機任何轉子在圍繞其軸線旋轉時,由于相對于軸線的質量分布不均勻而產(chǎn)生離心力。這種不平衡離心力作用在轉子軸承上會引起振動,產(chǎn)生噪聲和加速軸承磨損,以致嚴重影響產(chǎn)品的性能和壽命。電機轉子、機床主軸、內燃機曲軸、汽輪機轉子、陀螺轉子和鐘表擺輪等旋轉零部件在制造過程中,都需要經(jīng)過平衡才能平穩(wěn)正常地運轉。

根據(jù)平衡機測出的數(shù)據(jù)對轉子的不平衡量進行校正,可改善轉子相對于軸線的質量分布,使轉子旋轉時產(chǎn)生的振動或作用于軸承上的振動力減少到允許的范圍之內。因此,平衡機是減小振動、改善性能和提高質量的必不可少的設備。

通常,轉子的平衡包括不平衡量的測量和校正兩個步驟,平衡機主要用于不平衡量的測量,而不平衡量的校正則往往借助于鉆床、銑床和點焊機等其他輔助設備,或用手工方法完成。有些平衡機已將校正裝置做成為平衡機的一個部分。

重力式平衡機和離心力式平衡機是兩類典型的平衡機。重力式平衡機一般稱為靜平衡機。它是依賴轉子自身的重力作用來測量靜不平衡的。

置于兩根水平導軌上的轉子如有不平衡量,則它對軸線的重力矩使轉子在導軌上滾動,直至這個不平衡量處于最低位置時才靜止。

被平衡的轉子放在用靜壓軸承支承的支座上,在支座的下面嵌裝一片反射鏡。當轉子不存在不平衡量時,由光源射出的光束經(jīng)此反射鏡反射后,投射在不平衡量指示器的極坐標原點。如果轉子存在不平衡量,則轉子支座在不平衡量的重力矩作用下發(fā)生傾斜,支座下的反射鏡也隨之傾斜并使反射出的光束偏轉,這樣光束投在極坐標指示器上的光點便離開原點。根據(jù)這個光點偏轉的坐標位置,可以得到不平衡量的大小和位置。

重力式平衡機僅適用于某些平衡要求不高的盤狀零件。對于平衡要求高的轉子,一般采用離心式單面或雙面平衡機。

離心式平衡機是在轉子旋轉的狀態(tài)下,根據(jù)轉子不平衡引起的支承振動,或作用于支承的振動力來測量不平衡。其按校正平面數(shù)量的不同,可分為單面平衡機和雙面平衡機。單面平衡機只能測量一個平面上的不平衡(靜不平衡),它雖然是在轉子旋轉時進行測量,但仍屬于靜平衡機。雙面平衡機能測量動不平衡,也能分別測量靜不平衡和偶不平衡,一般稱為動平衡機。

離心力式平衡機按支承特性不同,又可分為軟支承平衡機和硬支承平衡機。平衡轉速高于轉子一支承系統(tǒng)固有頻率的稱為軟支承平衡機。這種平衡機的支承剛度小,傳感器檢測出的信號與支承的振動位移成正比。平衡轉速低於轉子一支承系統(tǒng)固有頻率的稱為硬支承平衡機,這種平衡機的支承剛度大,傳感器檢測出的信號與支承的振動力成正比。

平衡機的主要性能用最小可達剩余不平衡量,和不平衡量減少率兩項綜合指標表示。前者是平衡機能使轉子達到的剩余不平衡量的最小值,它是衡量平衡機最高平衡能力的指標；后者是經(jīng)過一次校正后所減少的不平衡量與初始不平衡量之比,它是衡量平衡效率的指標,一般用百分數(shù)表示。

在現(xiàn)代機械中,由于撓性轉子的廣泛應用,人們研制出了撓性轉子平衡機。這類平衡機必須在轉子工作轉速范圍內進行無級調速；除能測量支承的振動或振動力外,還能測量轉子的撓曲變形。撓性轉子平衡機有時安裝在真空防護室內,以適合汽輪機之類轉子的平衡,它配備有抽真空系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、潤滑油除氣系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理用計算機系統(tǒng)等龐大的輔助設備。

根據(jù)大批量生產(chǎn)的需要,對特定的轉子能自動完成平衡測量和平衡校正的自動平衡機,以及平衡自動線,現(xiàn)代已大量的裝備在汽車制造、電機制造等工業(yè)部門。

平衡機發(fā)展迄今已經(jīng)有一百多年的歷史。1866年,德國西門子公司發(fā)明了發(fā)電機。4年后,加拿大人Henry Martinson申請了平衡技術的專利 ,拉開了平衡校正產(chǎn)業(yè)的序幕。1907年,Franz Lawaczek博士把改良的平衡技術提供給了Carl Schenck先生,后者在1915年制作了第一臺雙面平衡機。直到上世紀末40年代,所有的平衡工序都是在采用純機械的平衡設備上進行的。轉子的平衡轉速通常取振動系統(tǒng)的共振轉速,以使振幅最大。在這種方式下測量轉子平衡,測量誤差較大,也不安全。

隨著電子技術的發(fā)展和剛性轉子平衡理論的普及,五十年代后大部分平衡設備都采用了電子測量技術。平面分離電路技術的平衡機有效的消除了平衡工件左右面的相互影響。電測系統(tǒng)從無到有經(jīng)歷了閃光式,瓦特計式,數(shù)字式,微機式等階段,最后出現(xiàn)了自動平衡機

隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展,需要進行平衡的零件越來越多,批量亦越大。為了提高勞動生產(chǎn)率,改善勞動條件,各工業(yè)國家早在二十世紀五十年代就對平衡自動化技術進行了研究,并相繼制造出了半自動平衡機和動平衡自動線。我國在五十年代末期由于生產(chǎn)發(fā)展的需要,也開始對此逐步加以研究。進行了曲軸全自動平衡機的研制,并做出了試驗樣機,邁出了我國動平衡自動化技術研究的第一步。六十年代后期,又開始研制我國第一條數(shù)控六缸曲軸動平衡自動線,并于一九七零年試制成功。平衡試驗機的微處理機控制技術是目前世界動平衡技術發(fā)展的方向之一。

靜平衡機和動平衡機

重力式平衡機和離心力式平衡機是兩類典型的平衡機。重力式平衡機一般稱為靜平衡機。它是依賴轉子自身的重力作用來測量靜不平衡的。

重力式平衡機僅適用于某些平衡要求不高的盤狀零件。對于平衡要求高的轉子,一般采用離心式單面或雙面平衡機。

離心式平衡機是在轉子旋轉的狀態(tài)下,根據(jù)轉子不平衡引起的支承振動,或作用于支承的振動力來測量不平衡。其按校正平面數(shù)量的不同,可分為單面平衡機和雙面平衡機。單面平衡機只能測量一個平面上的不平衡(靜不平衡),它雖然是在轉子旋轉時進行測量,但仍屬于靜平衡機。雙面平衡機能測量動不平衡,也能分別測量靜不平衡和偶不平衡,一般稱為動平衡機。

軟支承動平衡機和硬支承動平衡機

離心力式平衡機按支承特性不同,又可分為軟支承動平衡機和硬支承動平衡機。

平衡轉速高于轉子一支承系統(tǒng)固有頻率的稱為軟支承動平衡機。這種平衡機的支承剛度小,傳感器檢測出的信號與支承的振動位移成正比。具有受外界振動信號影響小、測量精度高、適用于大批量生產(chǎn)的特點。

平衡轉速低於轉子一支承系統(tǒng)固有頻率的稱為硬支承動平衡機,這種平衡機的支承剛度大,傳感器檢測出的信號與支承的振動力成正比。具有可在低轉速下平衡,操作簡單方便、安全性能好的特點。

20世紀70年代以前的動平衡機都是軟支承,70年代出現(xiàn)的硬支承動平衡機可以說是動平衡機發(fā)展史上的一次飛躍,它使傳統(tǒng)的軟支承動平衡機的動態(tài)調整代之以靜態(tài)下的尺寸設定,從而形成永久標定的動平衡機。所謂永久標定,就是新機器校正一次后,不慣換什么尺寸大小的轉子,都不需要再校正了。軟支承則換一種型號就要重新校正。

平衡機拖動轉子的傳動方式有圈帶拖動,聯(lián)軸節(jié)拖動和自驅動。圈帶拖動是利用橡膠環(huán)形帶或絲織環(huán)形帶,由電機皮帶輪拖動轉子,因此圈帶拖動要求轉子表面必須有光滑的圓柱表面,圈帶拖動的優(yōu)點是不影響轉子的不平衡量,平衡精度高。聯(lián)軸節(jié)拖動是利用萬向節(jié)將平衡機主軸與轉子相聯(lián)接。聯(lián)軸節(jié)拖動的特點是適合外表不規(guī)則的轉子,可以傳遞較大的扭矩,適合拖動風機等風阻較大的轉子,聯(lián)軸節(jié)拖動的缺點是聯(lián)軸節(jié)本身的不平衡量會對轉子產(chǎn)生影響（因此聯(lián)軸節(jié)在使用前要對其進行平衡）,也會引進干擾影響平衡的精度,此外還要做大量的連接盤以適應不同型號的轉子。自驅動是利用轉子自身的動力旋轉。自驅動是對平衡精度影響最小的拖動方式,平衡精度可達最高,但只有結構允許的特殊轉子才能使用這種拖動方式。

根據(jù)平衡機測出的數(shù)據(jù)對轉子的不平衡量進行校正,可改善轉子相對于軸線的質量分布,使轉子旋轉時產(chǎn)生的振動或作用于軸承上的振動力減少到允許的范圍之內。因此,平衡機是減小振動、改善性能和提高質量的必不可少的設備。

通常,轉子的平衡包括不平衡量的測量和校正兩個步驟,平衡機主要用于不平衡量的測量,而不平衡量的校正則往往借助于鉆床、銑床和點焊機等其他輔助設備,或用手工方法完成。有些平衡機已將校正裝置做成為平衡機的一個部分。

重力式平衡機和離心力式平衡機是兩類典型的平衡機。重力式平衡機一般稱為靜平衡機。它是依賴轉子自身的重力作用來測量靜不平衡的。

被平衡的轉子放在用靜壓軸承支承的支座上,在支座的下面嵌裝一片反射鏡。當轉子不存在不平衡量時,由光源射出的光束經(jīng)此反射鏡反射后,投射在不平衡量指示器的極坐標原點。如果轉子存在不平衡量,則轉子支座在不平衡量的重力矩作用下發(fā)生傾斜,支座下的反射鏡也隨之傾斜并使反射出的光束偏轉,這樣光束投在極坐標指示器上的光點便離開原點。根據(jù)這個光點偏轉的坐標位置,可以得到不平衡量的大小和位置。

重力式平衡機僅適用于某些平衡要求不高的盤狀零件。對于平衡要求高的轉子,一般采用離心式單面或雙面平衡機。

離心式平衡機是在轉子旋轉的狀態(tài)下,根據(jù)轉子不平衡引起的支承振動,或作用于支承的振動力來測量不平衡。其按校正平面數(shù)量的不同,可分為單面平衡機和雙面平衡機。單面平衡機只能測量一個平面上的不平衡（靜不平衡）,它雖然是在轉子旋轉時進行測量,但仍屬于靜平衡機。雙面平衡機能測量動不平衡,也能分別測量靜不平衡和偶不平衡,一般稱為動平衡機。

離心力式平衡機按支承特性不同,又可分為軟支承平衡機和硬支承平衡機。平衡轉速高于轉子一支承系統(tǒng)固有頻率的稱為軟支承平衡機。這種平衡機的支承剛度小,傳感器檢測出的信號與支承的振動位移成正比。平衡轉速低於轉子一支承系統(tǒng)固有頻率的稱為硬支承平衡機,這種平衡機的支承剛度大,傳感器檢測出的信號與支承的振動力成正比。

根據(jù)大批量生產(chǎn)的需要,對特定的轉子能自動完成平衡測量和平衡校正的自動平衡機,以及平衡自動線,現(xiàn)代已大量的裝備在汽車制造、電機制造等工業(yè)部門。

一個不平衡的轉子在其旋轉過程中對其支承結構和轉子本身產(chǎn)生一個壓力,并導致振動。因此,對轉子的平衡是十分必須的。平衡機就是對轉子在旋轉狀態(tài)下進行動平衡校驗,動平衡的作用是：

1、提高轉子及其構成的產(chǎn)品質量

2、減小噪聲

3、減小振動

4、延長支承部件（軸承）的使用壽命

5、降低使用者的不舒適感,降低產(chǎn)品的消耗。

平衡機拖動轉子的傳動方式有圈帶拖動,聯(lián)軸節(jié)拖動和自驅動。

1、圈帶拖動：是利用橡膠環(huán)形帶或絲織環(huán)形帶,由電機皮帶輪拖動轉子,因此圈帶拖動要求轉子表面必須有光滑的圓柱表面,圈帶拖動的優(yōu)點是不影響轉子的不平衡量,平衡精度高。

2、聯(lián)軸節(jié)拖動：是利用萬向節(jié)將平衡機主軸與轉子相聯(lián)接。聯(lián)軸節(jié)拖動的特點是 適合外表不規(guī)則的轉子,可以傳遞較大的扭矩,適合拖動風機等風阻較大的轉子,聯(lián)軸節(jié)拖動的缺點是聯(lián)軸節(jié)本身的不平衡量會對轉子產(chǎn)生影響（因此聯(lián)軸節(jié)在使 用前要對其進行平衡）,也會引進干擾影響平衡的精度,此外還要做大量的連接 盤以適應不同型號的轉子。

3、自驅動：是利用轉子自身的動力旋轉。自驅動是對平衡精度影響最小的拖動方式,平衡精度可達最高,但只有結構允許的特殊轉子才能使用這種拖動方式。

平衡機的主要性能用最小可達剩余不平衡量Minimun achieveable residual unbalance(MARU)(gmm/kg)和不平衡量減少率Unbalance reduction ratio(URR)(%)兩項綜合指標表示。

平衡機專用變頻器特點：

低頻轉矩輸出180% ,低頻運行特性良好

輸出頻率最大600Hz,可控制高速電機

全方位的偵測保護功能(過壓、欠壓、過載)瞬間停電再起動

加速、減速、動轉中失速防止等保護功能

電機動態(tài)參數(shù)自動識別功能,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性

高速停機時響應快

豐富靈活的輸入、輸出接口和控制方式,通用性強

采用SMT全貼裝生產(chǎn)及三防漆處理工藝,產(chǎn)品穩(wěn)定度高

全系列采用最新西門子igbt功率器件,確保品質的高質量

平衡精度等級的合理選用：

不平衡量的簡化計算公式：

M ————- 轉子質量 單位(kg)

G ——————精度等級選用 單位 (g.mm/kg)

r —————— 校正半徑 單位(mm)

n ——————工件的工作轉速 單位(rpm)

m——————不平衡合格量 單位(g)