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什么是平衡?

对于大多数人来说,转子平衡是“黑箱艺术”。一般对于动平衡的理解仅限于车轮和车胎在装上车之前需要平衡,否则 会感受到方向盘抖动,或者车胎磨损不均。我们会帮助您一起探寻平衡技术并消除“黑箱”。

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不平衡转子

当转子重量中心轴和运行中心轴不同时即出现不平衡量。在实践中,新加工工件因为铸造孔,不对称螺纹孔数量和位置,不对中,机加工直径与支撑位置偏移等原因不对称。

不平衡转子,当旋转时,想沿质量中心轴转动。因为支撑限制了移动,不平衡量产生的离心力导致了转子振动。振动导致支撑磨损,产生不必要的噪音,甚至极端情况下会损坏转子本身。所以需要把转子不平衡量减少到可接受的极限范围。

平衡极限

平衡公差和机加工公差一样,是可接受的不平衡量。有相应的国际和国内标准,举例来说:车轮的平衡极限是等级40,小型电驱动平衡等级是2.5.平衡等级。等级可以转换到不平衡单位,根据ISO1940标准计算,取决于转子旋转速度。

使用我们的平衡计算器: 公差计算器

不平衡单位

不平衡量单位为质量乘以半径,举例来说:给已平衡的工件上特定位置加一个已知重量,会造成质量轴移位,并造成不平衡量。重量乘以已知的半径得到不平衡量单位。对于公制,单位为克毫米(gmm)或者大些转子使用克厘米。对于英制,单位为克英寸或盎司英寸。重量(质量)为从旋转中心到应用重量的半径位置。

转子类型

转子类型有两大类。一种是刚性转子,即旋转时没有形变,包括在工作转速旋转。

另一种是柔性转子,到工作转速时会变形。最初变形与“跳绳反应”相似,转子中心在特定速度不与旋转中心重叠,导致了高“静态”不平衡。

平衡种类

There are three types of unbalance:

  1. 静态平衡—质量轴只平行移动。不平衡量只需要在一个方向去除。
  2. 对偶平衡—质量轴与旋转轴相交。举个例子:盘状零件无静态不平衡。不平衡量一般需要在两个平面去除。
  3. 动态平衡—质量轴与旋转轴不重合。不平衡量一般是静态和对偶平衡的组合,在两个平面去除不平衡量。

去除不平衡量方法

从“重”点位置用钻削,铣削等方法去除材料来减少不平衡量。或者相反,从“轻”点位置用增加螺栓或焊接来减少不平衡量。

平衡机

To identify the position and amount of unbalance, balancing machines are used by rotor manufacturers to correct any unbalance that exists. These machines are so sensitive that they can easily and accurately identify any mass axis 0.001mm off the running axis.

One type of machine will only identify static unbalance. This is used for balancing disk shaped parts. Another type of machine will identify unbalance in two axial planes, e.g. for balancing a rotor whose length is proportionally greater than its diameter. These machines are available in versions that balance the rotor in either the horizontal or vertical axis.

使用现代电子技术,精度很容易超过国家和国际标准。平衡机设置也很简单,只需要在电脑中输入测量尺寸。

平衡刚性转子

因为工件的不平衡量在静止时也是同样存在,所以刚性转子可以在低速平衡,只要可以产生足够的离心力来计算不平衡量。

平衡柔性转子

此类型转子在低速不产生形变的速度来平衡。去除不平衡量后,增加速度,再此去除不平衡量,直到达到转子工作速度。

现代技术

由于更换受损工件的成本很高,航空航天业规定可更换的转子工件或组件必须保持可接受的平衡等级。该技术使用虚拟连接技术,举例来说:用虚拟涡轮模块来平衡压缩机,并更换压缩机和涡轮叶片,并不需要进一步平衡。当客户需要时,此技术也可用于一般工业使用。

总结

先进生产方式减少或消除一部分低速平衡应用,但是随着旋转工件速度的不断提高,动平衡需求越来越大。了解动平衡状态可以简化整个生产过程。

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