单双校正面现场智能整机动平衡仪的研制

　　引言

　　旋转机械在农业生产中有广泛的应用,如作为喷粉机、弥雾机、湿润喷粉机主要工作部件的风机, 谷物脱粒装置中高速旋转的圆柱形或圆锥形滚筒, 碾米机的辊筒,农用水泵的电动机转子、叶轮等。转子不平衡是旋转机械的主要激振源,为减小振动,延长机器的使用寿命,必须对机器进行动平衡。平衡可以在动平衡机上进行,也可以在现场对整机实施动平衡。现场整机动平衡是指在工作转速下直接对转子进行平衡[1]。整机动平衡法由于不需要较昂贵的动平衡设备,也不需要对机器进行结构改造,就能在现场获得精度较高的平衡效果,因此具有很好的应用价值。

　　1　单双校正面影响系数法整机动平衡原理

　　整机动平衡的方法很多,以影响系数法最为简单实用,下面以刚性转子为例介绍该法的平衡原理。在工业上,刚性转子的动平衡按转子外径D与其长度L之比的不同,分为单校正面动平衡法和双校正面动平衡法。一般对D/L>5的盘状转子只进行单校正面平衡即可,对D/L<1的长轴类转子系统需要进行双校正面动平衡。对于1.0面进行平衡。

　　1.1　单校正面整机动平衡原理

　　图1a为单校正面整机动平衡测试示意图,基准传感器、测振传感器用于提取不平衡振动的振幅与相位。图1c中X0=XR0+iXI0,表示原始不平衡振动响应;X1=XR1+iXI1,表示在转子上加上如图1b所的试加重m后测得的转子不平衡振动响应。由试加重前后不平衡振动矢量的变化情况知道,X1-X0为试加重单独引起的不平衡振动变化,根据线性叠加原理可得转子的原始不平衡量为

　　1.2　双校正面整机动平衡原理

　　图2为双校正面影响系数法整机动平衡示意图,在左、右轴承座A、B处布置测振传感器,在右轴径处布置基准传感器。设转子的左校正面和右校正面上分别存在不平衡量ML和MR,其大小分别为ML和MR,它们与基准成φL和φR角,按下列步骤对转子系统进行动平衡。

　　(1)在额定转速下,分别测得由原始不平衡量ML和MR造成的轴承A处和B处的不平衡振动XA、XB。

　　(2)如图3a所示,在校正面Ⅰ加试重mL,在左轴承A和右轴承B处分别测得不平衡振动为XAL、XBL。分析图3b、3c知X11、X21为平面Ⅰ上加试重mL所引起的左、右轴承座振动的变化,令单位试重引起的振动变化为影响系数,即

　　(3)移去试加重mL,在校正面Ⅱ加试重mR,在左轴承A和右轴承B处分别测得不平衡振动为XAR、XBR。同理X12、X22为平面Ⅱ上加试重mR所引起的左、右轴承座振动的变化,单位试重引起的振动变化为影响系数,即

　　(4)根据影响系数的物理含义,由步骤(1)的结果可以得出