平衡机介绍

平衡机介绍

平衡机的结构与功能

平衡机分为机械部分、电控部分和电测部分三部分，三个部分各司其职、协调工作、缺一不可。

机械部分又称机械桥架，以通用卧式动平衡为例，平衡机下部的床身是放置平衡机各部件和稳固设备的基础，由左右两个摆架通过滚轮或Ｖ型架支撑转子，提供转子旋转的条件。

通过皮带或联轴器拖动转子旋转，按装在两摆架上的传感器将振动信号转化为电信号传递给电测部分，机械部分还包括轴向止动架和安全架（罩）等辅助部件。

电控部分是控制拖动电机的启动和停止及调速的部件，也叫电控箱（柜）。电控部分分为直流控制和交流控制两种，其中交流控制又分为双速交流控制和变频交流控制。有的平衡机的电控部分和机械部分合为一体。

电测部分是一个电子测量系统，也叫做电测箱或指示器，它将传感器传来的电信号进行滤波处理，并以转速信号为基准进行比较，显示出被测转子的平衡转速和不平衡量。电测部分的功能还包括平面分离和标定。

平衡机由主机、电测箱、电控箱等三大部分组成。主机由机座、左右支承架、传动机构、光电头等部分组成。

平衡机的工作原理：工件在旋转时因不平衡量的存在而产生的离心力，通过支承架产生振动，安装在左右支承架上的两个传感器分别测得各支承架的振动，由光电头获得与旋转工件同频的基准信号，这些信号一起输入电测箱，经电测箱运算放大、滤波等处理后，由左、右数码管显示转子左右两个校正面上的不平衡量的大小和相位。

平衡机属于硬支承平衡机，摆架刚度很大，可以按静力学原理进行简化，通过对转子基本参数的设置，便可以实现平面分离和定标，从而一次启动运转后，即能正确的显示出不平衡量的大小和相位。

什么叫做卧式和立式平衡机

被测转子的旋转轴线水平放置的平衡机叫做卧式平衡机；被测转子的旋转轴线垂直放置的平衡机叫做立式平衡机。

单面和双面平衡机

被测转子上可供配重（加重或去重）的且垂直于旋转轴的圆面称为效正面。可测量一个校正面的不平衡量的平衡机称为单面平衡机；可测量两个校正面的不平衡量的平衡机称为双面平衡机。从理论上讲任何刚性转子都需且只需做双面平衡就可达到平衡，但在实际工作中，对于较薄的圆盘型转子（一般指圆盘的直径和厚度的比值大于5时）只做单面平衡。

静不平衡和偶不平衡

根据理论分析，任意刚性转子的不平衡量都可解为一个主矢和一个主矩，这个主矢就叫做静不平衡量，这个主矩就叫做偶不平衡量。

静平衡是最古老的平衡方法，将转子的两轴端分别置于两个水平的导轨之上，让转子受重力任意摆动，最终停止向下的一面即为偏重点。因此静平衡只需要单面平衡即可完成，静平衡只能去掉转子的静不平衡量。动平衡则需使用平衡机，让转子旋转起来的进行平衡。动平衡必须进行双面平衡，可去掉转子上的全部静不平衡量和偶不平衡量。

软支承和硬支承

按机械部分摆架的刚度平衡机可分为软支承平衡机和硬支承平衡机。软支承平衡机的摆架较软，固有频率低，平衡机工作频率在摆架的一阶固有频率以上；硬支承平衡机的摆架较硬，固有频率高，平衡机工作频率在摆架的一阶固有频率以下。

平衡机的传动方式及各自特点

平衡机拖动转子的传动方式有圈带拖动，联轴节拖动和自驱动。圈带拖动是利用橡胶环形带或丝织环形带，由电机皮带轮拖动转子，因此圈带拖动要求转子表面必须有光滑的圆柱表面，圈带拖动的优点是不影响转子的不平衡量，平衡精度高。联轴节拖动是利用万向节将平衡机主轴与转子相联接。联轴节拖动的特点是适合外表不规则的转子，可以传递较大的扭矩，适合拖动风机等风阻较大的转子，联轴节拖动的缺点是联轴节本身的不平衡量会对转子产生影响（因此联轴节在使用前要对其进行平衡），也会引进干扰影响平衡的精度，此外还要做大量的连接盘以适应不同型号的转子。自驱动是利用转子自身的动力旋转。自驱动是对平衡精度影响最小的拖动方式，平衡精度可达最高，但只有结构允许的特殊转子才能使用这种拖动方式。

刚性转子和绕性转子

实际上任何转子在旋转时都存在变形，只是有的转子刚度大、转速低、变形很小，可以忽略不计；而有的转子刚度低、转速高、变形较大，平衡时必须加以考虑。旋转时可以不考虑转子变形的转子称为刚性转子。旋转时变形较大，需要考虑变形的转子称为绕性转子。

绕性转子平衡

绕性转子平衡或工作时因为变形较大，平衡时有它的特殊性。首先绕性转子因为有变形，所以要进行多面平衡（两面以上），一般在平衡刚性转子的两个校正面中间增加若干个校正面，其中在变形最大点增加校正面的效果最佳。其次是找到共振点，一般扰性转子在工作频段存在一阶、两阶或更高阶的共振点，因为共振点的振动较大，平衡时一般只要消除共振点的振动就好了。

平衡机发展史

平衡机发展迄今已经有一百多年的历史。1866年，德国西门子公司发明了发电机。4年后，加拿大人Henry Martinson申请了平衡技术的专利，拉开了平衡校正产业的序幕。1907年，Franz Lawaczek博士把改良的平衡技术提供给了Carl Schenck先生，后者在1915年制作了第一台双面平衡机。直到上世纪末40年代，所有的平衡工序都是在采用纯机械的平衡设备上进行的。转子的平衡转速通常取振动系统的共振转速，以使振幅最大。在这种方式下测量转子平衡，测量误差较大，也不安全。

随着电子技术的发展和刚性转子平衡理论的普及，五十年代后大部分平衡设备都采用了电子测量技术。平面分离电路技术的平衡机有效的消除了平衡工件左右面的相互影响。电测系统从无到有经历了闪光式，瓦特计式，数字式，微机式等阶段，最后出现了自动平衡机随着生产的不断发展，需要进行平衡的零件越来越多，批量亦越大。为了提高劳动生产率，改善劳动条件，各工业国家早在二十世纪五十年代就对平衡自动化技术进行了研究，并相继制造出了半自动平衡机和动平衡自动线。我国在五十年代末期由于生产发展的需要，也开始对此逐步加以研究。进行了曲轴全自动平衡机的研制，并做出了试验样机，迈出了我国动平衡自动化技术研究的第一步。六十年代后期，又开始研制我国第一条数控六缸曲轴动平衡自动线，并于一九七零年试制成功。平衡试验机的微处理机控制技术是目前世界动平衡技术发展的方向之一。

光电传感器的使用方法