軟支承與硬支承動(dòng)平衡機(jī)的測(cè)量特點(diǎn)
盛德恩 （申克公司北京代表處100004）
1引言
不平衡是各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲、降低壽命的主要原因之一。
從用途上分，動(dòng)平衡機(jī)有適用于大批量生產(chǎn)帶修正功能的生產(chǎn)型平衡機(jī)和適合于多品種小批葚生產(chǎn)的通用型平衡機(jī)。
從轉(zhuǎn)子在平衡機(jī)上的安放形式分，有立式平衡機(jī)和臥式平衡機(jī)。
從平衡任務(wù)上分，有僅做剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的低速動(dòng)平衡機(jī)和適用于柔性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的高速動(dòng)平衡機(jī)。
從工作原理上分，有軟支承平衡機(jī)和硬支承平衡機(jī)。
兩種平衡機(jī)的工作原理不平衡是描述轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布相對(duì)于其幾何旋轉(zhuǎn)軸不均勻程度的一個(gè)術(shù)語。這一物理量不能直接測(cè)量得到，只能通過測(cè)量其物理效應(yīng)而間接測(cè)量，動(dòng)平衡機(jī)就是專門用于此目的的試驗(yàn)機(jī)。無論是硬支承平衡機(jī)還是軟支承平衡機(jī)都是將被測(cè)轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子組件放于平衡機(jī)的擺架上，測(cè)量旋轉(zhuǎn)時(shí)由于不平衡激勵(lì)引起的轉(zhuǎn)子一擺架系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)，以此求得轉(zhuǎn)子的不平衡量。硬支承平衡機(jī)是指平衡轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)子一擺架系統(tǒng)共振轉(zhuǎn)速的平衡機(jī)。與此相對(duì)應(yīng)，軟支承平衡機(jī)是指平衡轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)子一擺架系統(tǒng)共振轉(zhuǎn)速的平衡機(jī)。
兩種平衡機(jī)的工作原理都可簡(jiǎn)化為圖1所示的力學(xué)模型。
當(dāng)不平衡量以角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)．該振動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)響虛為：
對(duì)于通用型硬支承動(dòng)平衡機(jī)，則振動(dòng)幅值為：
可見，硬支承平衡機(jī)又稱為測(cè)力式動(dòng)平衡機(jī)。
對(duì)于軟支承平衡機(jī)則：
可見，軟支承平衡機(jī)又稱為測(cè)位移式動(dòng)平衡機(jī)。
動(dòng)平衡機(jī)的振動(dòng)響應(yīng)曲線及工作轉(zhuǎn)速范圍如圖2所示。
2兩種平衡機(jī)的標(biāo)定
為了將在擺架上測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成在指定修正平面及半徑上的不平衡量值，動(dòng)平衡機(jī)需要標(biāo)定，即調(diào)整動(dòng)平衡機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)于給定的轉(zhuǎn)子，平衡機(jī)的讀數(shù)為所要求的單位（g或kg等）。如式(2)所示，通用型硬支承動(dòng)平衡機(jī)的振幅僅與不平衡量“擺架剛度k及平衡轉(zhuǎn)速山有關(guān)，而與轉(zhuǎn)子的質(zhì)量參數(shù)無關(guān)，故在出廠時(shí)標(biāo)定一次即可。由于力測(cè)量原理，平面分離僅取決于修正平面與支承平面間的相互距離，這樣操作者僅需要輸入被測(cè)轉(zhuǎn)子幾何參數(shù)：即可見圖3。硬支承平衡機(jī)只需標(biāo)定一次，在其規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)平衡任何轉(zhuǎn)子均無需現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定的特性稱為****性標(biāo)定。
而對(duì)于軟支承平衡機(jī)，擺架的振動(dòng)不僅與不平衡量ur有關(guān)．而且與轉(zhuǎn)子質(zhì)量，及寄生質(zhì)量有關(guān)。考慮到雙面平衡時(shí)的平面分離，還與轉(zhuǎn)子繞自身軸及繞垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有關(guān)。因此果用軟支承平衡機(jī)平衡不同的轉(zhuǎn)子必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定，即采用已知的不平衡量（標(biāo)定質(zhì)量）標(biāo)定平衡機(jī)。有時(shí)可用激振器標(biāo)定平衡機(jī)，以免去標(biāo)定運(yùn)轉(zhuǎn)，這種方法只能在一定程度上簡(jiǎn)化，而不是省去標(biāo)定過程，并且激振平面一般為支承平面，而不是修正平面，用這種方法難以達(dá)到滿意的精度。
3動(dòng)平衡機(jī)的發(fā)展歷程
世界上第一臺(tái)動(dòng)平衡機(jī)誕生于1910年，是由德國(guó)申克公司制造的。當(dāng)時(shí)的動(dòng)平衡機(jī)屬于共振型平衡機(jī)，即平衡轉(zhuǎn)速在共振區(qū)內(nèi)，見圖2。這 |
