磁悬浮刚性回转件的动平衡测量

    在工程机械中,常常要对绕固定轴线转动的工件进行动态平衡的测量,即当刚体绕固定轴线转动时,为了使其转动时运行平稳和可靠,必须在设计时进行计算,加工后进行动平衡测量。以确定在每一微小截面上其单位薄片截面的质心是否确好在轴心上即转动轴轴线上。这样,工件在绕由各单位薄

片质心组成的轴线转动时,就能使其转动平稳,受力均匀。

    1　测量原理与方法^[1,2]

    绕固定轴线转动的刚体的质心与其组成材料的均匀性及形状和对称性有关。在机械设计中,将刚体中质点的相对位置在受力较小时看作固定不变。在设计绕固定轴线转动的簿片工件时,由于工程设计人员已经考虑到平衡问题,因此在对称性、配重作了充分的考虑。出现的失衡问题一般由材料的不均匀和加工误差所引起。

    绕固定轴线转动的刚性簿片零件加工完后,为了使零件转动中更平稳可靠,减少噪声、震动和不平衡力所引起的应力,必须对轴类刚体进行动、静平衡测试。以确定其质心的偏心半径r和偏心质量Δm。现以质量分布在同一回转面内的刚性片类回转件为例进行分析测量。如图1所示:设1个轴向宽度很小的回转件,如叶轮、飞轮、砂轮和盘形凸轮等。其质量分布可以近似地认为在同一回转面内。因此,当该回转件等速转动时,这些由微小质量组成的惯性力表现为离心力,这些离心力在这一回转平面内构成汇交于回转中心的力系。若该受力系统不平衡时,该力系的合力就不等于零,而相当于在平衡力系上附加了一个半经为r不平衡质量Δm。如图1中的4。在实际中,往往由于材料的均匀性差异和加工误差,均可引起转动轴的静、动态不平衡。为了消除这种不平衡就必需在其相反的方向上附加一同质量Δm、距中心为r的附加质量,且质心与原质心相反,并在相应的位置进行失衡量的增重(或切除),以消除失衡问题。

    在一绕固定轴线转动的刚性片类回转件上,假设片类回转工件上有一不平衡质量(偏心块Δm),其偏心半径为r。由于工件其质心并不在中心O上,而是有一偏心半径r和偏心质量是Δm,即相当于在质心O点的基础上,附加一个质量为Δm、距离质心O距离为r的附加量。由于合力不为零,绕着固定转轴线转动的回转件在转动时就产生震动和噪音。为了消除这些震动和噪音,就必须首先测量不平衡质量Δm和半径r。

    为了解决这一问题。首先要测量片类回转工件绕固定转轴转动的质心和失衡量Δm和位置r。磁悬浮刚性片类回转件动态测量仪就是为解决这一问题设计的,如图2所示。