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1、“ 两点法 ” 测量飞轮动平衡 济南二机床集团公司自动化公司 山东蒋德奇李江娥曲世慈 飞轮在机械运动中作为能量储备与释放的主要部 件 , 在机械运动中起到举足轻重的作用 。 然而在飞轮的 制造过程中 , 由于材料 、 结构 、 密度 、 加工方法等多种 原因造成飞轮重心与使用的飞轮中心不重合 , 从而导致 飞轮在转动中产生较大的离心力 。 由于离心力在水平 、 垂直方向呈周期性的变化 , 容易引起机床本身的振动 , 降低了机床的使用寿命 , 也影响了机床的效率与使用精 度 , 严重时会引起零件的报废 , 因此消除或减小飞轮离 心力是目前多数使用飞轮厂家必然要面临的重大课题之 一 。 下面我们着
2、重以机械压力机为例介绍一种测量飞轮 动平衡的简易 、 可靠的方法 。 多数生产厂家对飞轮只做静平衡试验 , 这种方法工 艺简单 , 但对于飞轮在进一步装配离合器部件和未经平 衡的零件后 , 还可能产生较大的偏重 , 在此我们介绍一 种简单的测量飞轮动平衡的方法 “ 两点法 ” 。“ 两点法 ” 测量动平衡是指机床在工作转速下 , 用平衡校正的方法 使振动幅度减少至指定范围内的一种转子平衡工艺法 。 它不仅可以解决因转子质量不均匀造成的不平衡 , 而且 可以消除由于装配误差所造成的不平衡 , 弥补了静平衡 的不足 。 理论依据压力机在空运转过程中产生的振动源主 要来自飞轮与离合器以及传动部分的质
3、量不平衡引起 的 , 因此设法消除或减小这种不平衡状态 , 就可以减少 压力机振动 。 一般情况下 , 在飞轮转速不变的情况下 , 转子产生的离心力与压力机振动的振幅成正比 , 离心力 又与转子的不平衡量的大小成正比 , 因此压力机的振幅 与转子不平衡量成正比 。 由于转子的不平衡量固定在某 点不动 , 从而造成压力机振幅呈周期性变化 , 可以说压 力机振幅与不平衡量在转子的相位差是不变的 。 基于以 上情况 , 我们可以在测出压力机原始振幅的情况下 , 通 过加试重块的方法测量合成振幅 , 按照力的分解与合成 的原理求解力是一个矢量 , 在任何一个平面内的二个 或几个力都可以合成一个力 ,
4、同样一个力也可以分解成 同一平面上的两个或几个力 , 如图所示 。 因此只要 选择某一试加重量进行振动试验 , 并求出该试加重量和 图 转子本身不平衡量各自引起的振幅以及两振幅之间的相 位角 , 即可从理论上推算出以飞轮为主转子的不平衡量 和不平衡量所在位置 。 确定不平衡量的大小和所在位 置 , 通常采用矢量计算法 , 首先测出机床的原始振幅 。 , 在飞轮上加试重 , , 测出机床振幅 , 则试加重量 , 单独引起的振幅为 夕 二一 应加平衡量 二,月 应加配重的相位角是从 , 位置逆向旋转 一 或从对 , 位置顺时针旋转 一 。 为了提高测试精度 , 应该把测试振幅的传感器放在 机床振动
5、最敏感的顶端 , 传感器的测试方向应该与机床 振动方向一致 , 顶端用百分表或传感器测量机床的振动 幅度 , 下面介绍具体的测量与计算方法 。 测试步骤 测试工作转速下压力机振动的原始幅度 。 将一个试重固定在某一半径处 , 记录该 转速下的机床振幅 。 将试重沿同下半径转固定 , 再记录该转速 下的振幅 。 记录加试重的两个振幅 , 较大值为 , , 较小值 为 。 计算配重和不平衡量的相位角 。 么城,心 冷加工 口、, , 睡 洲日 用曰叻幻阎反劝】闭 加配重对后复查压力机振幅是否达到要求 。 放置永久平衡物或钻孔消除不平衡量 。 二次复查 。 “两点法” 振动平衡的 计算 主要介绍配重
6、和相位角的计 算 , 一般可以用以下两种方法进 行计算 三角计算法 首先运用 矢量计算法推导出配重以及 相位角的计算公式如下 , 见图 所示 。 作为矢量 二一二 九 一 按照三角函数计算公式 形 , 其中 二。,二 , 二 , 延长 至使 二 连接 , 以 为圆心 , 口 为半径 画圆 , 延长与圆交点从图中关系可以得到 , 二 加试重后测量的较大 振幅 , 是机床原始振 幅 , 可以推断就是试重 块引起的振幅 , 匕 口 就是 相位角 。 如图所示 。 结语 根据国内锻压机械以及 图 图 ,卜 尸 一 胡 一二 , 尸 滩 二 护 尸 一 明 二 子 卜尸 国外锻压机械对机床振动的要求 ,
7、 一般机械压力机的振 幅要求控制在左右 , 精密冲裁压力机的振幅要 求控制在左右 , 经过以上两种方法进行平衡配 重后 , 压力机振幅可以控制在 一 左右 , 完全可以达到使用要求 。 另外以上两种测量方法简便 、 费用低廉 、 效能可靠 , 比较适合没有精密测量动平衡设 备的厂家使用 , 同时对于有转子转动的设备 , 均可按照 此类方法进行动平衡测试 , 然后采用配重或钻孔的方法 消除不平衡量 。 倪卜 收稿日期 产如 目口川卜沪 二护叫川,沪闷 尸明肠产明“ 尸月产枷 尸陶洲场 尸,场产 二,月 产灿 矛,加“产勺阳洲叫 ,护闷 产 尸,拓 由可得卫 二弃 护 二 上接第页续 、 苦、 声
8、、,矛、 产 勺伟月呀 了 、 了、了厅 、 、产 、 根据机床产生的振幅与不平衡重量成正比的关系可得 月 似 二 二 , ,弃 护 一二 、 均已经测出 , 因此可以直接 、, 声、 、 于 声 、曰 了 、了、 其中 、 , 、 计算平衡重量 。 由 一 二 片 一 难 二 明 由式得 二 。 子 一 圣 够 式中 为加在半径上的试重配块 为通过计算应该加在半径处的配重 测出机床的原始振幅 , 加试重配块后测出机床较大振幅 人 加试重配块后测出机床较小振幅 月 一 重配块 , 单独引起的机床振幅 口不平衡量的相位角 , 即从原始不平衡位置到 试重产生较大振幅的所在位置之间的夹角 矢量画图法利用直尺以及角度仪将机床原始 振幅 、 加试重块测的较大振幅的一半 、 加试重块测的较 小振幅的一半的数值按比例 。 , 儿 划成三角 , 编码器 每转转 脉脉脉脉脉脉脉冲数数 , 丝杠螺距距 , 减速箱电动动 机端齿轮齿数数 【 , 减 速箱丝杠杠 端齿轮齿数数 二 , 最大轴速 度度 艾犯犯 少 甲甲 , 仪仪点动快速速 飞飞, 口 少 甲甲 , , 侧 点动速度度 飞飞, , 电 动机额定定 转速速 少 , 坐标 速 度极极 限限 肠 收稿日期 , , , 巨鲤鱼 塑一一 一一如扣 弋 冷加工 洲娜口均叻初妇