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1、动不平衡及车轮动平衡机不平衡量的测量刘美生王蛟茹姜爱军(中国测试技术研究院,成都610021)摘要本文叙述了高速旋转体客观存在的动不平衡现象、产生的原因、危害、平衡原理及消除的方法,并着重在动不平衡量的数学表征和测量方法、车轮动平衡机的不平衡量及最小可达剩余不平衡量的测量等方面进行了探讨。关键词转子车轮动平衡机动不平衡量最小可达剩余不平衡量测量DynamicunbalanceandmeasurementofamountofunbalanceforwheeldynamicbalancerAbstract:Thispaperhasrecountedtheappea
2、rance、causeofoccurrence、harm、principleofbalanceandmethodofclearupofdynamicunbalancewhichexistsinahighspeedrotativebody.Especially.themathematicalexpressandmeasurementmethodofamountofdynamicunbalanceandthemeasurementofminimumachievableresidualunbal2anceandamountofdynamicunbalanceofth
3、ewheeldynamicbalancerareemphaticallydiscussed.Keywords:rotator;wheeldynamicbalancer;amountofdynamicunbalance;minimumachievableresidualunbalance;measurement1动不平衡的概念飞轮、转盘、风扇、离合器等一些高速旋转的运动体,由于其材料品质、加工工艺和装配质量等诸方面的问题所致,必然会存在或多或少的不均匀的质量分布、偏离设计值的加工水平、不期望的装配间隙等等,从而造成旋转体(机械转子)的质心所在中心惯性主轴与实际的
4、旋转中心所代表的转动轴不重合,在旋转时就有一个离心力作用于转动轴上,这个惯性离心力幼必然通过转轴作用到它的支承体(轴承等)上并由此传递到机体上。由于这些作用力是旋转力系,所以机体上任何部位受到的该泪作用力都将是一种交变负荷,而交变负荷的存在必然引起机体振动。由此可见,旋转体的支承轴承除了承受正常的工作载荷之外,还要承受交变的惯性离心力,从而造成轴承过度摩擦磨损及疲劳损坏。若交变离心力引发的振动频率与机体的固有频率相同或具有整数倍关系时将发生共振现象而产生严重后果。我们称以上所述旋转体在旋转时由于其中心惯性主轴与转动轴不重合而产生的惯性离心力的失衡现象为动不平衡
5、,否则为动平衡。理论和实践都已充分证明,旋转体动不平衡状况的危害是极大的,有时后果不堪设想。如这种交变的受迫振动,将使轴承、轴瓦、轴、杆、齿轮等产生过大的磨损,最终导致其完全破坏,大大降低它们的工作寿命,若产生共振,可能发生机器损毁、甚至人身伤亡的大事故;不希望的振动会使能量被支承结构所吸收,其结果是能源浪费、效能降低;振动在容易引起电气设备、机械装置产生一系列故障的同时,与之相伴的是影响人们身体健康的噪声污染,等等。所以,对于旋转体的设计、加工、装配,以及在运行中,都要进行动平衡校正,使其实际的动不平衡量满足所规定的允许量限。因此,动平衡技术就发展成为一种专
6、门技术。尤其是科学技术不断进步和工业飞速发展的今天,各类机械转子的转速越来越高,从而对转子的动平衡性能的要求也越来越苛刻,动平衡技术已成为机械制造领域中一个非常重要的内容,特别是汽车、机床、电机、发动机等制造行业更是如此。我国的动平衡技术发展起步较晚,尤其是在形成一个规范的技术体系方面进展较慢,其科学的技术支撑和规范的行业管理有待于逐步完善。尽管如此,我国还是较为重视该技术的发展,于1984年发布了“通用卧式平衡机校验法”(GB4201-84),于1988年等效采用国际标准ISO1940/1-1986(E)并结合我国实际情况制定、颁布了关于动平衡精度等级和许用
7、不平衡量的国家技术标准(GB9239-88),1995年又在机械振动、平衡术语定义方面等效采用了国际标准ISO1925:1990而制定了国家标准GB/T6444-1995。我国动平衡机的生产起于50年代,其技术进步大·3·致经历了50年代由真空管构成的RC带通滤波器的闪光式动平衡机、60年代以晶体管为核心元件的电子管式动平衡机、70年代由集成电路取而代之的瓦特表式动平衡机、80年代基于数字电路的电子解算电路动平衡机。从带通滤波发展为跟踪滤波,计算机技术和数字技术已广泛用于动平衡机的不平衡量测量和系统控制。随着平衡理论及实践日趋成熟,动平衡机的制造水平已有了较大
8、提高。新一代动平衡机研发所追求的目标是
