【正文】 狀態(tài)下的平衡機。適用于有轉(zhuǎn)軸或可裝配工藝軸的轉(zhuǎn)子，如機床主軸、滾筒、風(fēng)機、增壓器、電機轉(zhuǎn)子、汽輪機等等。平衡機從應(yīng)用方面分可分為立式平衡機和臥式平衡機；專用平衡機和通用平衡機 (含萬向節(jié)傳動平衡機)?！?。支承條件與實際軸承工作條件不同。 軟支承平衡機是平衡轉(zhuǎn)速大于參振系統(tǒng)共振頻率的平衡機。平衡校驗時，支承擺架相對處于“硬”狀態(tài)，因此轉(zhuǎn)子可以在接近實際軸承條件下進行平衡校正。平衡機從原理方面可以分為硬支承平衡機、軟支承平衡機、半硬支承平衡機。簡單來說，硬支承平衡機的機械振動系統(tǒng)剛度大，外力不能使其自由擺動。硬支承平衡機是指平衡轉(zhuǎn)速遠低于參振系統(tǒng)共振頻率的平衡機。型測量系統(tǒng)是在吸收國內(nèi)外平衡機頂尖技術(shù)的基礎(chǔ)上和國內(nèi)多所大中院校聯(lián)系自行設(shè)計、開發(fā)的平衡機檢測系統(tǒng)，工業(yè)計算機（單片機）控制系統(tǒng)，采用臺灣、日本、美國多種電子元件及芯片，用先進的技術(shù)制造，能保障系統(tǒng)高效率、高安全、長期穩(wěn)定運行。 電氣測量系統(tǒng) 是的主要功能是處理由傳感器來的電信號，顯示出轉(zhuǎn)子不平衡量所處的位置和大小。 在圈帶驅(qū)動中，由于傳動帶具有減振作用，能減少驅(qū)動馬達的振動對轉(zhuǎn)子的影響，且轉(zhuǎn)子不需要在平衡機上作準(zhǔn)備，也不需要附加連接件如螺栓、插銷等轉(zhuǎn)換固定裝置，因此安裝迅速。萬向聯(lián)軸節(jié)因本身結(jié)構(gòu)中存在間隙和與工件安裝時存在安裝幾何偏差，這些誤差將直接影響工件的平衡精度，在特大工件時和心軸安裝時更為突出。驅(qū)動系統(tǒng)的主要功能是驅(qū)動轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子在額定的平衡轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。 機械振動系統(tǒng)主要功能是支承轉(zhuǎn)子，并允許轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生有規(guī)則的振動。平衡機是一種檢測旋轉(zhuǎn)體動平衡的檢測設(shè)備。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時由此產(chǎn)生的離心力隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，從而激發(fā)轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子的安裝基礎(chǔ)（如：軸承座、機座、機箱、車身等）產(chǎn)生振動。因此，對旋轉(zhuǎn)體特別是高速旋轉(zhuǎn)體進行動平衡校正是必須的。如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)量對轉(zhuǎn)軸對稱分布，則動壓力為零，即各質(zhì)量的離心力互相平衡。并且在電動工具、機械制造、風(fēng)機、電機、造紙、紡織、家用電器、冶金等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。目前，隨著微機技術(shù)的運用，將平衡機又帶入一個嶄新的時代，平衡機在性能、精度、可操作性方面均有了顯著的提高。八十年代，壓電傳感器技術(shù)又給平衡機的發(fā)展帶來一次革命。直到七十年代，硬支承平衡機的出現(xiàn)可以認為是平衡機發(fā)展史上的一次飛躍。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和剛性轉(zhuǎn)子平衡理論的普及，五十年代后大部分平衡設(shè)備都采用了電子測量技術(shù)。任何一種儀器儀表產(chǎn)品都會有其精度極限，平衡機也不例外。轉(zhuǎn)子的平衡轉(zhuǎn)速通常取振動系統(tǒng)的共振轉(zhuǎn)速，以使振幅最大。1907年，F(xiàn)ranz Lawaczek博士把改良的平衡技術(shù)提供給了Carl Schenck先生，后者在1915年制作了第一臺雙面平衡機。1866年，德國西門子公司發(fā)明了發(fā)電機。由于可在兩個選定的平面上加重或減重進行動平衡，所以通過測量兩個支撐處的振動就可以知道兩平面的平衡結(jié)果。轉(zhuǎn)子的不平衡而產(chǎn)生的離心慣性力和慣性力偶矩，將使轉(zhuǎn)子的支撐產(chǎn)生強迫振動，轉(zhuǎn)子支撐處振動的強弱反映了轉(zhuǎn)子的不平衡情況。當(dāng)回轉(zhuǎn)體的時，以及有特殊要求的重要回轉(zhuǎn)件必須進行動平衡。 剛性回轉(zhuǎn)件的動平衡實驗法由動平衡原理可知，軸向?qū)挾容^大的回轉(zhuǎn)件，必須分別在任意兩個回轉(zhuǎn)平面內(nèi)各加一個適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，才能使回轉(zhuǎn)件達到平衡。從理論上講,要真正對撓性轉(zhuǎn)子進行動平衡,只有在沿轉(zhuǎn)子的軸向無窮多個平面上,加或減校正質(zhì)量,將轉(zhuǎn)子的各平面全部校正后,撓性轉(zhuǎn)子才能夠真正地達到平衡 ,也只有這樣,轉(zhuǎn)子在任一轉(zhuǎn)速下,才能夠始終保持平衡。另一方面,由于轉(zhuǎn)子彎曲改變了原有的質(zhì)量分布,于是也就改變了離心力的分布。對于撓性轉(zhuǎn)子,其動平衡與剛性轉(zhuǎn)子不同,因此對于撓性轉(zhuǎn)子,其不平衡離心慣性力所引起的轉(zhuǎn)子彎曲變形不能忽略,必須加以考慮。令則式(1)和(2)簡化為： (3) (4)如果已知和或和就可以求出U。通常情況下,現(xiàn)場一般采用單面動平衡法。動平衡計算,包括單面和雙面動平衡計算。剛性轉(zhuǎn)子和撓性轉(zhuǎn)子在動力學(xué)特性方面有很大的不同,因而其相應(yīng)的平衡方法的差異也很大。 動平衡計算分析轉(zhuǎn)子被劃分為剛性轉(zhuǎn)子和撓性轉(zhuǎn)子。現(xiàn)場動平衡,主要是依據(jù)影響系數(shù)法。必須指出,作為現(xiàn)場動平衡的指標(biāo)是將失衡引起的振動,控制在允許的范圍之內(nèi),而并不要求完全消除不平衡。 現(xiàn)場動平衡的原理及分計算分析 現(xiàn)場動平衡技術(shù)介紹所謂現(xiàn)場動平衡是指旋轉(zhuǎn)機械在工作狀態(tài)下,對其進行振動分析,并進行平衡校正的一種平衡實驗方法。如下圖軸所示，設(shè)在與轉(zhuǎn)于軸線垂直的任意兩平面上半徑分別為r、r處存在不平衡質(zhì)量m、m，則轉(zhuǎn)于在以角速度ω回轉(zhuǎn)過程中，兩不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的離心力分別為：F=mrωF=mrω圖21動平衡力學(xué)原理簡圖平衡機在近年來迅速普及、用途范圍越來越廣。(2)通過計算求得作用到軸承上的不平衡力，達到軸承的允許限度時的允許不平衡，從而確定不平衡程度。剛性轉(zhuǎn)子動平衡一般為低速動平衡，一般選用第一臨界轉(zhuǎn)速的1/3以下。將轉(zhuǎn)子視作絕對剛體，且假定工作時，不平衡離心力作用下的轉(zhuǎn)軸不會發(fā)生顯著變形。隨著轉(zhuǎn)速升高，不平衡引起的振動越加激烈。機床高速化的應(yīng)用和發(fā)展，要求主軸轉(zhuǎn)速提高。為了解決上述不利因素，設(shè)計主軸單元需考慮動平衡測試時去重或增重的合理位置，使用最有效的方法，使主軸單元達到動平衡的標(biāo)準(zhǔn)要求或設(shè)計要求。同時，防止主軸高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生高溫，引起主軸軸承溫度升高，導(dǎo)致主軸軸承潤滑油稀釋，影響了主軸軸承使用壽命。 主軸動平衡的方法與應(yīng)用為了適應(yīng)目前高速加工的需要，主軸單元的動平衡測試和結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性起著至關(guān)重要的作用。（4）不平衡量大的轉(zhuǎn)子的平衡①可先進行靜平衡，若在平衡機上進行靜平衡，則必須在滾輪支承上支承工件，利用重力作靜平衡。由于標(biāo)記僅對徑向轉(zhuǎn)動標(biāo)識明顯有效，對軸向標(biāo)識無作用，故組裝件拆卸又重裝后，仍難保證恢復(fù)原來的平衡精度，例如靠噴丸面配合的轉(zhuǎn)子總成，若要想盡可能小地減少裝配誤差，必須對鎖緊力嚴(yán)加控制(例如對內(nèi)支承型轉(zhuǎn)子總成鎖緊力作好記錄等)。③組裝后理論上認為不平衡量雖是各單件不平衡量的矢量和，但因裝配誤差仍會出現(xiàn)新的不平衡量而使組裝件達不到要求，故仍應(yīng)對組裝件進行平衡。②或雖然能平衡，使組裝件達到規(guī)定的平衡精度，但在實際工作轉(zhuǎn)速(4000～500000r/min)時，由于葉輪的不平衡力和力偶的影響，使軸局部彎曲產(chǎn)生振動而不能工作。轉(zhuǎn)位的平衡方法。工藝軸本身的不平衡以及轉(zhuǎn)子配合時存在的徑向間隙，使轉(zhuǎn)子在平衡時會帶來不可避免的誤差。（2）無軸頸的轉(zhuǎn)子的平衡無軸頸的轉(zhuǎn)子必須在工藝軸上進行平衡。(4)曲軸應(yīng)在專門的曲軸動平衡機上平衡。(3)對于初始不平衡量很大，旋轉(zhuǎn)時振動過大的轉(zhuǎn)子，應(yīng)先做單面靜平衡，且校正面最好選擇在重心所在的平面上，以防偶不平衡量增大。(1)對薄盤狀轉(zhuǎn)子(L/D≤5)，因偶不平衡很小，一般只選擇一個校正面，稱為單面平衡或稱靜平衡。(4)熱補償法—通過對轉(zhuǎn)子局部加熱來調(diào)整工件裝配狀態(tài)。(2)加重法—即在輕的一方用螺釘連接，鉚接，焊接，噴鍍金屬等方法，加上一部分金屬。平衡就是改變轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布，使其中心主慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸線重合而達到平衡的目的。平衡機是測量旋轉(zhuǎn)物體(轉(zhuǎn)子)不平衡量大小和位置的機器，測量動平衡的專門設(shè)備。其主要功能為：檢測并顯示轉(zhuǎn)子不平衡量的大小及位置，以指導(dǎo)操作者將不平衡量盡量去除，以使轉(zhuǎn)子達到平衡精度要求。2 動平衡技術(shù) 動平衡操作技術(shù)由于做平衡試驗的轉(zhuǎn)子種類繁多，相應(yīng)的平衡工藝方法，試驗裝置和校正方法也各不相同，應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點和平衡要求，選擇合適的平衡方法，試驗裝置和校正方法。對于具體轉(zhuǎn)子的不平衡量，應(yīng)小于或等于許用不平衡量，即。設(shè)回轉(zhuǎn)件的質(zhì)量為m，其質(zhì)心至回轉(zhuǎn)軸線的許用偏心距為，而轉(zhuǎn)子的許用不平衡質(zhì)徑積以表示，則兩者的關(guān)系為對于具體給定的轉(zhuǎn)子，許用不平衡量以質(zhì)積徑表示較好，因為它便于直接平衡操作，也比較直觀。因此設(shè)計回轉(zhuǎn)件時，應(yīng)該根據(jù)不同的實際使用要求，規(guī)定其允許的不平衡量，此即許用不平衡量?；剞D(zhuǎn)件通過平衡試驗后可將不平衡慣性力及其引起的動力效應(yīng)減小至相當(dāng)?shù)偷某潭?。同時，與轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)的參考相位發(fā)生器發(fā)出參數(shù)信號。圖11 剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)及簡化模型示意圖轉(zhuǎn)子裝在平衡機上，應(yīng)盡可能支承在工作軸頸處，校正平面應(yīng)選在最靠近軸承處兩端，以增加校正效應(yīng)，同時也便于試加配重。 剛性轉(zhuǎn)子的動平衡工藝原理從平衡技術(shù)觀點看，剛性轉(zhuǎn)子可以在任意選定的兩個平面內(nèi)校正，校正后，在直到最高工作轉(zhuǎn)速的任何轉(zhuǎn)速下以及在接近最后支承系統(tǒng)的條件下運行，其不平衡量均不會超過平衡允差，則這種轉(zhuǎn)子可看作是剛性的。轉(zhuǎn)子經(jīng)過平衡校驗后，如何來理解和確定平衡精度，是十分重要的問題。 影響平衡精度的因素旋轉(zhuǎn)機械要消除振動和噪音，提高產(chǎn)品質(zhì)量，動平衡工藝是必不可少的。利用現(xiàn)有的測量儀器可以把轉(zhuǎn)子的不平衡減少到相當(dāng)小的范圍，但對平衡品質(zhì)要求過高是不經(jīng)濟的，也是不必要的。 動平衡的意義不平衡的轉(zhuǎn)子經(jīng)過測量其不平衡量和不平衡相位，并加以校正以消除其不平衡量，使轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時，不致產(chǎn)生不平衡離心力的平衡工藝叫做動平衡。一個不平衡的轉(zhuǎn)子在其旋轉(zhuǎn)過程中對其支承結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生一個壓力，并導(dǎo)致振動。（2）破壞振動產(chǎn)生有損于機械或結(jié)構(gòu)的動載荷，影響機械設(shè)備或結(jié)構(gòu)物的工作性能，降低機床加工精度，縮短設(shè)備使用壽命嚴(yán)重時會使零件失效甚至破壞而造成事故。只要將轉(zhuǎn)子平衡至指標(biāo)m以內(nèi)，即可認為