动平衡仪是测量旋转物体(转子)不平衡量大小和位置的机器
任何转子在围绕其轴线旋转时,由于相对于轴线的质量分布不均匀而产生离心力。这种不平衡离心力作用在转子轴承上会引起振动,产生噪声和加速轴承磨损,以致严重影响产品的性能和寿命。电机转子、机床主轴、内燃机曲轴、汽轮机转子、陀螺转子和钟表摆轮等旋转零部件在制造过程中,都需要经过平衡才能平稳正常地运转。
根据动平衡仪测出的数据对转子的不平衡量进行校正,可改善转子相对于轴线的质量分布,使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动力减少到允许的范围之内。因此,动平衡仪是减小振动、改善性能和提高质量的必不可少的设备。
通常,转子的平衡包括不平衡量的测量和校正两个步骤,动平衡仪主要用于不平衡量的测量,而不平衡量的校正则往往借助于钻床、铣床和点焊机等其他辅助设备,或用手工方法完成。有些动平衡仪已将校正装置做成为动平衡仪的一个部分。
置于两根水平导轨上的转子如有不平衡量,则它对轴线的重力矩使转子在导轨上滚动,直至这个不平衡量处于最低位置时才静止。
置于两根水平导轨上的转子如有不平衡量,则它对轴线的重力矩使转子在导轨上滚动,直至这个不平衡量处于最低位置时才静止。
被平衡的转子放在用静压轴承支承的支座上,在支座的下面嵌装一片反射镜。当转子不存在不平衡量时,由光源射出的光束经此反射镜反射后,投射在不平衡量指示器的极坐标原点。如果转子存在不平衡量,则转子支座在不平衡量的重力矩作用下发生倾斜,支座下的反射镜也随之倾斜并使反射出的光束偏转,这样光束投在极坐标指示器上的光点便离开原点。根据这个光点偏转的坐标位置,可以得到不平衡量的大小和位置。
转子不平衡是旋转机械的常见故障类型之一,同时也是造成轴承等转子部件过早损坏的原因之一。在大量使用旋转设备如风机、电机、泵的企业里由于磨损、结垢等原因而产生转子不平衡的几率很高。动平衡校正是机械加工业和设备维护中常用的解决旋转部件动不平衡的一种方法,人们常常是在动平衡机上进行转子动平衡校正,如风机厂对风机转子、电机厂对电机转子等。
近来,在排除不平衡故障时人们越来越注意到“动平衡仪”这种技术,其原因就在于动平衡仪具有两个优点:1,避免大量拆装——节约了拆装工时、运输工时、保存了原有的安装精度;2,能有效地提高整个转子系统的平衡精度。
另一方面,在实际工作中我们利用动平衡仪对转子进行动平衡校正时,往往由于转速不够而造成平衡精度不够。比如我们在某企业看到,凡送来修理的转子不管额定转速是600 r/min还是3000 r/min都一律用600 r/min的转速做动平衡。大家知道,不平衡质量与其造成的动反力之间存在如下关系:F = m×r×ω2 。从这个式子我们可以看出,在相同的测量精度条件下平衡精度与转速的平方成反比例关系(指刚性转子),所以动平衡机的转速不够的话将大大影响动平衡的效果。现场动平衡仪由于利用了原有的传动系统,动平衡仪校正时的转速一般都可以达到或略超过额定转速,所以转速这一问题可以不考虑;同时由于往往是以系统整体的方式来进行的,所以得到的系统总体平衡精度将更高。