轉子動平衡及操作技術

一.        轉子動平衡..
(一)        .有關基本概念
1.        轉子
機器中繞軸線旋轉的零部件,稱為機器的轉子.
2.        平衡轉子
旋轉與不旋轉時對軸承只有靜壓力的轉子.
3.        不平衡轉子
如果轉子在旋轉時對軸承除有靜壓力外,附加有動壓力,則稱之為不平衡的轉子
不平衡轉子的危害性:轉子如果是不平衡的,附加動壓力將通過軸承傳達到機器上,外轉子風機專用平衡機引起整個機器的振動產生噪音,加速軸承的磨損,降低機器的壽命,甚至使機器控制失靈,發生嚴重事故.
(二)        轉子不平衡的幾種形式
1.        靜不平衡
主矢不為零,主矩為零:
R0═Mrcω2≠0   rc≠0
M0═0   JYZ═JZX═0
R0通過質心C，轉軸Z與中心主慣性軸平行。
   （ 圖1）

2.        準靜不平衡
主矢和主矩均不為零,但相互垂直
R0═Mrcω2≠0
M0═0   JYZ═JZX═0
R0不通過質心C，轉軸Z與中心主慣性軸相交于某一點。
    （圖2）
  3.        偶不平衡
主矢為零,主矩不為零
R0═0   rc═0
M0≠0   JXZ≠0   JYZ≠0
   （圖3）
  
4.        動不平衡
主矢和主矩均不為零且既不相交,又不平行.
R0═Mrcω2≠0   rc≠0   M0≠0   JXZ≠0   JYZ≠0
  （圖4）
  
5.選擇靜平衡或動平衡的一般原則
當轉子外徑D與長度L滿足D/L≧5時,不論其工作轉速高低都只需進行靜平衡
(如果L/l＞2時)
當D≤I時,n＞1000r/min必須進行動平衡.(特殊要求除外)
(三)        動平衡機的工作原理
把剛性回轉體安裝在動平衡機的彈性支承上,使回轉體轉動.根椐支承的不同情況,(通過回轉體的周期性機械振動信號變為電感信號)微電機轉子專用平衡機測量出支承的振動和支反力.用分離解算電路,計算出回轉體的不平衡量,再對回轉體進行加重或去重,直至平衡量達到要求.
1.        軟支承動平衡機的分離解算原理
剛性回轉體動平衡時,任一校正面的不平衡量都會使左,右二支承同時產生振動, α設校正面I上的不平衡量m1r1在左,右支承處引起的振幅分別用αL1mr1和αR1mr1表示;校正面Ⅱ上的不平衡量m2r2在左,右支承處引起的振幅分別用αL2mr2和αR2mr2表示.其中為一組與回轉體重量,支承位置,校正面位置及回轉體慣性矩等有關的動力影響系數,在實際操作中,可由試驗確定.
    則左,右支承的振幅Vl,VR與不平衡量m1r1,m2r2的關系為:
VL═αL1m1r1+αL2m2r2
  VR=αR1m1r1+αR2m2r2
以下兩式可聯立解出得:        
m1r1=αR2 VL/?-αL2 VR/?
m2r2=αL1VR/?-αR1 VL/?
式中:△=αL1 αR2－αL2αR1
由算式可知:只要知道四個影響系數,就可以從測得的支承振幅VL和VR算出不平衡量m1r1和m2r2,在動平衡機實際操作中,無需算出四個動力影響系數,只需通過調整電位器W1,W2,W3,W4即可求出m1r1和m2r2(見DRZ—1A)動平衡機操作顯示屏示意圖.（圖5）
   
2.        硬支承動平衡機的分離解算原理
在硬支承動平衡機中,不平衡產生的離心力與支承振幅成正比,而且相位相同,因此,圈帶臥式硬支承平衡機對于硬支承動平衡機是通過測量支承反力來確定二校正面上的不平衡量,若二校正面上的不平衡量產生的離心力為FL和FR,則左,右兩支承的反力NL和NR,則左,右兩支承的反力NL和NR.可由靜力學的方法求出.
硬支承平衡機的支承關系式如下:
(1)        FL=fL+1/B(AfL-CfR)
FR=fR-1/B(AfL-CfR)
（圖6）
(2)        FL=fL+1/B(AfL+CfR)
   FR=fR-1/B(AfL+CfR)
（圖7）
(3)        FL=fL-1/B(AfL+CfR)
   FR=fR+1/B(AfL+CfR)
  （圖8），（圖9）

(4)        FL=fL+1/B(AfL-CfR)
   FR=fR+1/B(AfL-CfR)
  
（圖10）

圖中的A,B,C為支承和校正面的位置尺寸.離心力FL和FR僅與支承反力NL和NR及尺寸A,B,C有關.不同的支承形式只改變支反力的運算符號,用傳感器測出支反力NL,使用如軟支承平衡機類似的分離解算電路,求出離心力FL和FR,再根椐回轉體的工作角度ωω 算出左,右校正面上的不平衡量FL/ω和FR/ω