新型动平衡机的研究

　　1　平衡的目的和分类

　　机械运转时,不平衡的机构将产生惯性力矩或惯性力偶矩,这些力或力偶矩在机构各运动副中引起动压力,并传到机架上。由于惯性力矩或惯性力偶矩的大小和方向随着机械运动的循环而产生周期性变化,因此当不平衡量很大时,将使整个机械发生振动,其后果将引起机械本身的工作精度和可靠性下降、零件磨损和疲劳以及令人厌倦的噪声。若该振动频率接近系统的固有频率时,有可能引起共振而使机器损坏,因此,消除附加动压力减轻有害的机械振动现象,改善机器工作性能,就是研究动平衡的目的。平衡的分类静平衡:回转件可以在任意位置保持静止,不会自己转动。也叫单面平衡。动平衡:质量分布不在同一回转面内的回转件,它的不平衡都可以认为是在两个任选回转面内各有一个不平衡质量所产生,要达到完全平衡,必须在上述两个回转面(即平衡矫正面)内各加上适当的平衡质量,此时回转件离心力系的合力和合力偶矩都等于零,工业上也称双面平衡。

　　动平衡的条件是:分布于该回转件上各个质量的的离心力的合力等于零,同时离心力所引起的力偶的合力偶矩也等于零。由于动平衡同时也满足静平衡的条件,故经过动平衡的回转件一定是静平衡的。反之,静平衡的回转件不一定是动平衡的。

　　动平衡机是各种家用电器工业、机电工程的重要辅助设备,起到鉴别产品或者零件质量优劣的作用,并且为修复零件的偏心状况提供数据。

　　2　一种旧式动平衡试验机的工作原理

　　图1介绍了一种典型的软支承式电子门动平衡试验机的工作原理,我公司前几年开始用的旧式试验机也是这个结构。

　　其中图标的含义为,1.驱动电机2.万向联轴节3.弹性支架4.试件5、6.振动信号传感器7.解算电路8.放大器9.质径积指示电表10.等传动比齿轮11.基准信号发生器12.鉴相器13.质径积相位指示电表。该机由电动机1通过皮带轮和万向联轴节2驱动安装在弹性支承架3上的试件4,支承架使试件在某一近似的平面内(一般在水平面内)做微振动,如试件有不平衡,则由此产生的振动信号便由传感器5和6检测出。

　　以上两传感器的输出电信号通过解算电路7进行处理,以消除两平衡矫正面间的相互影响,然后经放大器8将信号放大。最后由电表9指出不平衡质径积的大小,同时,由一对等传动比的齿轮10带动的基准信号发生器11产生与试件转速同步的信号,并与放大器8输出的信号一起输入鉴相器12,经处理后在电表13上指示出不平衡质径积的相位。

　　以上这种软支承卧式动平衡试验机很适合测量具有较长的轴向尺寸的工件。对于盘状工件,如飞轮、波轮、轮毂等,若单边装夹工件则为悬臂结构,自重大的工件将使支承轴外端向下轻微变形,不便操作员安装以及传感器精确测量,为此需要另外用长轴类带卡盘夹具使之成为两边支承结构。另外,这种旧式动平衡机还存在以下需要改进的地方: