平衡精度

平衡精度是指旋轉體平衡後,允許存在不平衡量的大小。

簡介

常用機械中包含著大量的作旋轉運動的零部件,例如各種傳動軸、主軸、電動機和汽輪機的轉子等,統稱為迴轉體。在理想的情況下迴轉體旋轉時與不旋轉時,對軸承產生的壓力是一樣的,這樣的迴轉體是平衡的迴轉體。

但工程中的各種迴轉體,由於材質不均勻或毛坯缺陷、加工及裝配中產生的誤差,甚至設計時就具有非對稱的幾何形狀等多種因素,使得迴轉體在旋轉時,其上每個微小質點產生的離心慣性力不能相互抵消,離心慣性力通過軸承作用到機械及其基礎上,引起振動,產生了噪音,加速軸承磨損,縮短了機械壽命,嚴重時能造成破壞性事故。為此,必須對轉子進行平衡,使其達到允許的平衡精度等級,或使因此產生的機械振動幅度降在允許的範圍內。轉子動平衡和靜平衡的區別。

靜平衡

在轉子一個校正面上進行校正平衡,校正後的剩餘不平衡量,以保證轉子在靜態時是在許用不平衡量的規定範圍內,為靜平衡又稱單面平衡。

動平衡

在轉子兩個校正面上同時進行校正平衡,校正後的剩餘不平衡量,以保證轉子在動態時是在許用不平衡量的規定範圍內,為動平衡又稱雙面平衡。

轉子平衡的選擇與確定

如何選擇轉子的平衡方式,是一個關鍵問題。其選擇有這樣一個原則:只要滿足於轉子平衡後用途需要的前提下,能做靜平衡的,則不要做動平衡,能做動平衡的,則不要做靜動平衡。原因很簡單,靜平衡要比動平衡容易做,省功、省力、省費用。

現代套用

各類機器所使用的平衡方法較多,例如單面平衡(亦稱靜平衡)常使用平衡架,雙面平衡(亦稱動平衡)使用各類動平衡試驗機。靜平衡精度太低,平衡時間長;動平衡試驗機雖能較好地對轉子本身進行平衡,但是對於轉子尺寸相差較大時,往往需要不同規格尺寸的動平衡機,而且試驗時仍需將轉子從機器上拆下來,這樣明顯是既不經濟,也十分費工(如大修後的汽輪機轉子)。特別是動平衡機無法消除由於裝配或其它隨動元件引發的系統振動。使轉子在正常安裝與運轉條件下進行平衡通常稱為“現場平衡”。現場平衡不但可以減少拆裝轉子的勞動量,不再需要動平衡機;同時由於試驗的狀態與實際工作狀態二致,有利於提高測算不平衡量的精度,降低系統振動。國際標準ISOl940一1973(E)“剛體旋轉體的平衡精度”中規定,要求平衡精度為G0.4的精密轉子,必須使用現場平衡,否則平衡毫無意義。

現代的動平衡技術是在本世紀初隨著蒸汽透平的出現而發展起來的。隨著工業生產的飛速發展,旋轉機械逐步向精密化、大型化、高速化方向發展,使機械振動問題越來越突出。機械的劇烈振動對機器本身及其周圍環境都會帶來一系列危害。雖然產生振動的原因多種多樣,但普遍認為“不平衡力”是主要原因。據統計,有50%左右的機械振動是由不平衡力引起的。因此,有必要改變旋轉機械運動部分的質量,減小不平衡力,即對轉子進行平衡。

造成轉子不平衡的因素很多,例如:轉子材質的不均勻性,聯軸器的不平衡、鍵槽不對稱,轉子加工誤差,轉子在運動過程中產生的腐蝕、磨損及熱變形等。這些因素造成的不平衡量一般都是隨機的,無法進行計算,需要通過重力試驗(靜平衡)和旋轉試驗(動平衡)來測定和校正,使它降低到允許的範圍內。套用最廣的平衡方法是工藝平衡法和整機現場動平衡法。作為整機現場動平衡技術的一個重要分支,線上動平衡技術也正處於蓬勃發展之中,很有前途。由於工藝平衡法是起步最早的一種經典動平衡方法。

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