剛性轉(zhuǎn)動(dòng)零件的靜平衡與動(dòng)平衡試驗(yàn)的概述

1、 - 12 -剛性轉(zhuǎn)動(dòng)零件的靜平衡與動(dòng)平衡試驗(yàn)的概述1. 基本概念:1.1 不平衡離心力基本公式: 具有一定轉(zhuǎn)速的剛性轉(zhuǎn)動(dòng)件(或稱轉(zhuǎn)子),由于材料組織不均勻、加工外形的誤差、裝配誤差以及結(jié)構(gòu)形狀局部不對(duì)稱(如鍵槽)等原因,使通過(guò)轉(zhuǎn)子重心的主慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸線不相重合,因而旋轉(zhuǎn)時(shí),轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不平衡離心力,其值由下式計(jì)算: C=(Gg)e2=(Gg)e(n30)2-(公斤) 式中: G-轉(zhuǎn)子的重量(公斤) e-轉(zhuǎn)子的重心對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線的偏心量(毫米) n-轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)分) -轉(zhuǎn)子的角速度(弧度秒) g-重力加速度 9800(毫米秒2) 由上式可知,當(dāng)重型或高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子,即使具有很小的偏心量,也會(huì)引起非常

2、大的不平衡的離心力,成為軸或軸承的磨損、機(jī)器或基礎(chǔ)振動(dòng)的主要原由之一.所以零件在加工和裝配時(shí),轉(zhuǎn)子必須進(jìn)行平衡.1.2 轉(zhuǎn)子不平衡類別:1.2.1 靜不平衡轉(zhuǎn)子的慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸線不相重合,但相互平行,即轉(zhuǎn)子重心不在旋 轉(zhuǎn)軸線上,如圖1a所示.當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),將產(chǎn)生不平衡的離心力.1.2.2 動(dòng)不平衡轉(zhuǎn)子的主慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸線主交錯(cuò)將產(chǎn)生不平衡的離心力,且相交于轉(zhuǎn)子的重心上,即轉(zhuǎn)子重心在旋轉(zhuǎn)軸線上, 如圖1b所示.這時(shí)轉(zhuǎn)子雖處于平衡狀態(tài),但轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)將產(chǎn)生一不平衡力矩.1.2.3 靜動(dòng)不平衡大多數(shù)情況下,轉(zhuǎn)子既存在靜不平衡,又存在動(dòng)不平衡,這種情況稱靜動(dòng)不平衡.即轉(zhuǎn)子的主慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸線既不重合,又

3、不平行,而相交于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線中非重心的任何一點(diǎn), 如圖1c所示.當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),將產(chǎn)生一個(gè)不平衡的離心力和一個(gè)力矩.1.2.4 轉(zhuǎn)子靜不平衡只須在一個(gè)平面上(即校正平面)安放一個(gè)平衡重量,就可以使轉(zhuǎn)子達(dá)到平衡,故又稱單面平衡.平面的重量的數(shù)值和位置,在轉(zhuǎn)子靜力狀態(tài)下確定,即將轉(zhuǎn)子的軸頸放置在水平刀刃支承上,加以觀察,就可以看出其不平衡狀態(tài),較重部份會(huì)向下轉(zhuǎn)動(dòng),這種方法叫靜平衡.1.2.5 轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡及靜動(dòng)不平衡必須在垂直于旋轉(zhuǎn)軸的二個(gè)平面(即校正平面)內(nèi)各加一個(gè)平衡重量,使轉(zhuǎn)子達(dá)到平衡. 平面的重量的數(shù)值和位置, 必須在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)情況下確定, 這種方法叫動(dòng)平衡.因需兩個(gè)平面作平衡校正,故又稱雙面

4、平衡剛性轉(zhuǎn)子只須作低速動(dòng)平衡試驗(yàn)，其平衡轉(zhuǎn)速一般選用第一臨界轉(zhuǎn)速的1/3以下。. 1.3 轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的原因: 1.3.1 設(shè)計(jì)與制圖的誤差. 1.3.2 材料的缺陷. 1.3.3 加工與裝配的誤差. 1.4 轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的不良效應(yīng): 1.4.1 會(huì)對(duì)軸承、支架、基體產(chǎn)生作用力. 1.4.2 引起振動(dòng). 但不平衡與質(zhì)量分布,機(jī)架的剛度有關(guān),所以轉(zhuǎn)子不平衡不一定就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng).一般的說(shuō)來(lái),靜不平衡影響大于力矩不平衡的影響.2. 動(dòng)平衡與靜平衡的選擇:2.1 一般選取的范圍:2.1.1 當(dāng)轉(zhuǎn)子厚度與外徑D之比 (D )0.2時(shí)(盤(pán)狀轉(zhuǎn)子), 需要作平衡試驗(yàn)的,不輪 其工作轉(zhuǎn)速高低,都只需進(jìn)行靜平

5、衡.2.1.2 當(dāng)轉(zhuǎn)子厚度(或長(zhǎng)度)與外徑D之比 (D )1時(shí)(輥筒類轉(zhuǎn)子),只要轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)分,都要進(jìn)行動(dòng)平衡.2.1.3. 當(dāng)轉(zhuǎn)子厚度與外徑D之比 (D )在0.21時(shí)和當(dāng)轉(zhuǎn)子厚度與外徑D之比 (D )1而轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)分時(shí),需根據(jù)轉(zhuǎn)子的重量;使用功能;制造工藝;加工情況(部分加工還是全部加工)及軸承的距離等因素,來(lái)確定是否需要進(jìn)行動(dòng)平衡還是靜平衡.一般不重要部位使用的零件,旋轉(zhuǎn)速度較低的轉(zhuǎn)子零件, 設(shè)計(jì)需要作平衡試驗(yàn)的,一般只按排作靜平衡.2.2 按圖表選擇:(見(jiàn)圖2) 圖2表示平衡的應(yīng)用范圍.下一條線以下的轉(zhuǎn)子只需進(jìn)行靜平衡,上斜線以上的轉(zhuǎn)子必須進(jìn)行動(dòng)平衡,兩斜線之間的轉(zhuǎn)

6、子須根據(jù)轉(zhuǎn)子的重量;使用功能;制造工藝;加工情況(部分加工還是全部加工)及軸承的距離等因素,來(lái)確定是否需要進(jìn)行動(dòng)平衡還是靜平衡.一般不重要部位使用的零件,旋轉(zhuǎn)速度較低的轉(zhuǎn)子零件, 設(shè)計(jì)需要作平衡試驗(yàn)的,一般只按排作靜平衡. 3.1 許用不平衡量的表示方法: 評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)子不平衡大小在圖紙上可以用許用不平衡力矩表示,即轉(zhuǎn)子重量與許用偏心距的乘積,單位為克.毫米. 也可用偏心距表示,單位為微米. 1973年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)對(duì)于剛性轉(zhuǎn)子相應(yīng)不同平衡精度等級(jí)G的許用偏心距和各種具有代表性的旋轉(zhuǎn)機(jī)械鋼性轉(zhuǎn)子應(yīng)具有的精度等級(jí)分別表示在圖3和表1上.可供確定剛性轉(zhuǎn)子許用不平衡量值的參考.靜平衡(單面平衡)的許用不平

7、衡力矩為: M=eG (克毫米)動(dòng)平衡(雙面平衡)的許用不平衡力矩為: M=12(eG) (克毫米) 式中: e許用偏心距(毫米,見(jiàn)圖3) G轉(zhuǎn)子重量(克) 圖三若轉(zhuǎn)子用許用偏心距表示不平衡大小時(shí),則靜平衡的許用值可取圖3中的全數(shù)值. 而動(dòng)平衡的校正平面許用值取圖3中的數(shù)值的一半. (圖3可參見(jiàn)附頁(yè)圖3放大圖) 3.2許用不平衡量控制的誤差如下: 平衡精度等級(jí) 允許偏差 G2.5G16 15% G1 30% G0.4 50%3.3 平衡精度的分類: 1973年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化ISO推薦”旋轉(zhuǎn)剛性平衡精度”的判斷標(biāo)準(zhǔn)中, 根據(jù)e乘積為一常數(shù),按2.5倍階比被分為下11等級(jí),見(jiàn)下表1.表13. 許用不平

8、衡量的確定: 精度等級(jí)Ge(毫米秒)轉(zhuǎn) 子 類 型 的 舉 例G0.40.4精密磨床主軸,磨輪及電樞,回轉(zhuǎn)儀.G1.01磨床驅(qū)動(dòng)件,特殊要求的小型電樞,磁帶錄音機(jī)及留聲機(jī)的驅(qū)動(dòng)件.G2.52.5汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子,發(fā)電機(jī)的剛性轉(zhuǎn)子,離心式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子,機(jī)床驅(qū)動(dòng)件,特殊要求的中型和大型的電機(jī)轉(zhuǎn)子,小型電機(jī)轉(zhuǎn)子,汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵轉(zhuǎn)子.G6.36.3船用主汽輪機(jī)齒輪,離心分離機(jī)的轉(zhuǎn)鼓、通風(fēng)機(jī),裝配的航空用燃?xì)鈾C(jī)輪子,飛輪,水泵葉輪,機(jī)床及一般機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)件,一般電機(jī)轉(zhuǎn)子,特殊要求的發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)別轉(zhuǎn)動(dòng)件.G1616特殊要求的驅(qū)動(dòng)軸(螺旋槳軸,萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)的軸),破碎機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)件,農(nóng)業(yè)機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)件,汽車,卡

9、車和機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)(汽油機(jī)或柴油機(jī))的個(gè)別轉(zhuǎn)動(dòng)件, 特殊要求的六缸和多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸驅(qū)動(dòng)件.G4040汽車車輪,輪綱、整套車輪、驅(qū)動(dòng)軸,彈性安裝六缸和多缸高速四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)(汽油機(jī)和柴油機(jī))的曲軸驅(qū)動(dòng)件, 汽車,卡車和機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸驅(qū)動(dòng)件.G100100六缸和多缸高速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸驅(qū)動(dòng)件, 汽車、卡車、機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)(汽油機(jī)和柴油機(jī))的整機(jī)轉(zhuǎn)子G250250固定安裝四缸高速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸驅(qū)動(dòng)件G630630固定安裝大型四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸驅(qū)動(dòng)件,彈性安裝船用柴油機(jī)的曲軸驅(qū)動(dòng)件G16001600固定安裝大型二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸驅(qū)動(dòng)件G40004000固定安裝單數(shù)氣缸低速船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸驅(qū)動(dòng)件注: 1

10、、若n用轉(zhuǎn)分, 用弧度秒測(cè)定,則=2n60n10 2、指曲軸驅(qū)動(dòng)件是一個(gè)組合件,包括曲軸、飛輪、離合器、皮帶輪、減振器和連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)部份等. 3、指活塞速度低于9米秒為低速柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī), 活塞速度高于9米秒為高速柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)4、發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)轉(zhuǎn)子其重量包括注所述的曲軸驅(qū)動(dòng)件的全部重量.3.4在外圓處許用靜平衡配重值與平衡精度等級(jí)和工作轉(zhuǎn)速度關(guān)系式 許用靜平衡在外圓處配重值計(jì)算公式為： m= eG/R10000/n- g 許用動(dòng)平衡在外圓處配重值計(jì)算公式為： m= eG/R10000/n/2- g注：1）后面除2是動(dòng)平衡的兩個(gè)端面處的每一端面的動(dòng)平衡許用配重值。 2）其中：m-許用配重值。g G-工件

11、重量。kg e-選定的平衡精度等級(jí)數(shù)值。mm/s D/2；R-工件半徑。mm -工件角速度。弧度/秒 =n/30(1/10）n n-工件轉(zhuǎn)速。r/min4. 長(zhǎng)輥筒許用不平衡量的確定:4.1 長(zhǎng)輥筒的類別和動(dòng),靜平衡的選擇: 根據(jù)一些資料介紹,輥筒的總長(zhǎng)與輥面直徑之比LD大于12為長(zhǎng)輥筒, LD大于20為細(xì)長(zhǎng)輥筒, LD大于30為超長(zhǎng)輥筒. 其細(xì)長(zhǎng)輥筒、超長(zhǎng)輥筒，因細(xì)長(zhǎng),加工困難,易產(chǎn)生彎曲變形,是造成不平衡的一項(xiàng)重要原因. 輥筒的總長(zhǎng)-注:應(yīng)包括軸徑長(zhǎng)度 輥筒一般是由薄臂管和軸頭焊接而成, 長(zhǎng)輥筒、超長(zhǎng)輥筒的工作速度一般較低,在300-400轉(zhuǎn)分以下. 平衡的選擇,根據(jù)動(dòng),靜平衡選擇的原則,

12、大部份選用靜平衡試驗(yàn).4.2 長(zhǎng)輥筒許用不平衡量的選擇:4.2.1 長(zhǎng)輥筒許用不平衡量的選擇,可按上述圖3和表1進(jìn)行選取.例如:6850.11.1-23海綿輥,D=900.50;輥面長(zhǎng)L=2700;總長(zhǎng)3070;靜重G=61;工作速 度為60轉(zhuǎn)分. 根據(jù)動(dòng),靜平衡選擇的原則,LD大于1,但工作速度很低60轉(zhuǎn)分,故選取靜平衡. 根據(jù)表1中所述原則,此輥可按“機(jī)床及一般機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)件,一般電機(jī)轉(zhuǎn)子,特殊要求的發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)別轉(zhuǎn)動(dòng)件”所同類等級(jí),可選擇平衡精度同類等級(jí)為G6.3級(jí).再按工作速度60轉(zhuǎn)分,查對(duì)圖3,但圖3中G.6.3級(jí),最低速度為150轉(zhuǎn)分, 故提高速度等級(jí),按工作速度為150轉(zhuǎn)分進(jìn)行查對(duì),查

13、得結(jié)果許用偏心量為400m. 即在重心處允許的偏心力矩為M=0.40G=0.4061Kg=24400克.毫米. 轉(zhuǎn)換成外圓處允許的偏心重為G外圓=MR=2440045=542.22克. 但從實(shí)際平衡作用上看,特別是長(zhǎng)輥筒在直徑較大,重量較重時(shí),其轉(zhuǎn)換成外圓處的允許的偏心重G外圓數(shù)值,一般偏大,滿足不了長(zhǎng)輥筒實(shí)際工作的需要.4.2.2 根據(jù)日方靜平衡加工的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),其長(zhǎng)輥筒在輥筒外圓處的許用不平衡量 按(11000)G進(jìn)行考核. 按上述實(shí)例,即外圓處允許的偏心重為G外圓=(11000)61Kg=61克.與上述查表得出的外圓處允許的偏心重為G外圓=542.22克的數(shù)值相比,平衡的精度高出近9倍之多

14、,. 假設(shè)此長(zhǎng)輥筒為剛性輥,加工后的直線度為0, 則從外圓允許的偏心重為G外圓=61克,轉(zhuǎn)換成重心處允許的偏心距為e=(61克R)G=0.045毫米.即此輥在剛性體的條件下,其重心只允許偏移0.045以下,否則超差不合格.按此精度,以工作速度300轉(zhuǎn)分,反查圖3,得出相當(dāng)于G1級(jí)以上的平衡精度.精度非常高. 或根據(jù)靜平衡的許用配重值公式計(jì)算為： m=eG/R10000/n- g將m=50g，G=61kg, R=45mm, n=60 r/min 代入則：e= m/（G/R10000/n）=50/(61/4510000/60)=0.2213級(jí) 即在工作速度60轉(zhuǎn)/分和情況下，外圓處為50克時(shí)其精度

15、等級(jí)相當(dāng)于G0.22級(jí)，比G1級(jí)高，比最高級(jí)G0.4級(jí)還高1倍之多。 而此件長(zhǎng)徑比LD=307090=34.1,其 LD之比大于30為超長(zhǎng)輥筒.加工中彎曲變形極難控制.而日方此件規(guī)定為外圓處允許偏重值為50克,相當(dāng)于是(11220)G允許的力矩值. 其轉(zhuǎn)換重心計(jì)算只允許偏移0.0367以下,否則超差不合格.此精度對(duì)如此超極易彎曲變形長(zhǎng)輥筒來(lái)說(shuō)很難于保證的。 綜上所述, 選取許用不平衡量時(shí),應(yīng)根據(jù)其具體的綜合條件情況而定,為此建議: 輥筒的總長(zhǎng)與輥面直徑之比LD大于120,直徑大于120,并具有足夠的配焊配重棒,塊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及空間位置,其靜平衡在外圓處的許用不平衡量值,可按(11000)G計(jì)算確

16、定. 輥筒的總長(zhǎng)與輥面直徑之比LD大于30,直徑小于120,全長(zhǎng)直線度控制在7級(jí)精度以下的,建議其靜平衡在外圓處的許用不平衡量值,可按24倍的(11000)G計(jì)算確定.否則設(shè)計(jì)應(yīng)改進(jìn)結(jié)構(gòu),尺寸和材料,并從設(shè)計(jì)和工藝手段進(jìn)行攻關(guān),以提高輥筒剛性和加工精度. 其余的需根據(jù)輥筒使用功能,工作速度, 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),主動(dòng),被動(dòng)和配焊配重棒空間位置及工藝加工精度等綜合情況確定.5. 設(shè)計(jì)對(duì)平衡在圖紙中應(yīng)注明的數(shù)據(jù):5.1 在圖中應(yīng)給出平衡的類型和許用不平衡力矩的數(shù)值. 單位: 克.毫米 (及公差范圍) 或偏心距的數(shù)值. 單位: 微米 50%范圍? 或者給出轉(zhuǎn)子的質(zhì)量,工作速度及平衡精度等級(jí)等數(shù)據(jù).(動(dòng)、靜平衡

17、的許用不平衡量值相差一倍.)5.2 在圖中應(yīng)予留或注明平衡所需的配焊棒、塊或去除重量的位置和要求.5.3 必要時(shí),在圖中還應(yīng)給出平衡機(jī)的支承形式和它們配置驅(qū)動(dòng)裝置、選擇的平衡速校正的平面位置. 5.4 在圖中有時(shí)還要說(shuō)明與平衡工作有關(guān)的轉(zhuǎn)子的制造和裝配程度情況,例如,帶不帶飛輪、鍵或其它類似的零件.5.5 零件的制造公差,形狀公差和裝配的配合間隙等,應(yīng)必須要小于許用不平衡偏心 距的值,否則其平衡無(wú)意義.5.6 選取許用不平衡力矩的精度等級(jí)時(shí),必須考慮工件的剛度,結(jié)構(gòu)型式及其變形引起的撓曲而造成的質(zhì)量偏移.5.7 對(duì)于許用不平衡力矩的精度等級(jí),應(yīng)根據(jù)工件的使用要求,經(jīng)濟(jì)合理性的選擇確定.避免不必

18、要的過(guò)高的高精度平衡要求. 對(duì)一般長(zhǎng)輥筒類零件, 為了便于平衡配重的按排,建議軸頭結(jié)構(gòu)形式改為下形式,僅作參考.見(jiàn)如下示意圖: -此僅作參考. 圖中件1軸頸,件2筋板,件3堵蓋.先將件1軸頸和件2筋板焊在一起,加工外圓配合尺寸,然后裝入輥筒內(nèi)焊接,此時(shí)件3堵蓋先不把上或先不焊上,待輥筒半精加工找好平衡后再將件許3堵蓋把上或焊上.這樣找平衡時(shí),有配焊配重棒,塊的空間,腔內(nèi)切屑易清理,最后焊件3堵蓋把上或焊上,這樣外表面很美觀.但此結(jié)構(gòu)是否可行,但許有待驗(yàn)證. 如果輥筒剛性太差,也可將中間筋板貫穿輥面總長(zhǎng),本次日東項(xiàng)目就是采取這種結(jié)構(gòu)的.6. 長(zhǎng)輥筒平衡工藝的按排和注意事項(xiàng):6.1 毛坯材料的不平

19、衡因素: 長(zhǎng)輥筒一般是由薄臂管或多層復(fù)合管和兩端軸頭焊接而成, 薄臂管大多采取20號(hào)無(wú)縫鋼管.根據(jù)國(guó)標(biāo)YB231-70無(wú)縫鋼管尺寸偏差的規(guī)定:鋼管的彎曲度偏差: 臂厚15mm-彎曲 1.5mmm 臂厚1530-彎曲 3.0 mmm 臂厚30-彎曲 4.0 mmm臂厚均勻度偏差: 外徑57mm的各種臂厚- 臂厚的均勻允差15% 臂厚320- 臂厚的均勻允差+12.5% -15% 臂厚20- 臂厚的均勻允差12.5% 從毛坯材料看出,長(zhǎng)輥筒的中的鋼管彎曲和臂厚偏差是造成整體輥筒不平衡的重要原因之一,在實(shí)踐中證明,最大可造成80公斤到100公斤偏重.因此對(duì)輥筒中的鋼管在工藝中采取加工內(nèi)孔和外圓以保證

20、同軸或者內(nèi)孔不加工采取借車或在內(nèi)孔中預(yù)焊配重棒的工藝方法,是減少整體輥筒不平衡量的有效的工藝措施.建議: 內(nèi)孔直徑大于100,長(zhǎng)度小于1200左右的剛性較好的鋼管筒體,工藝采取以外圓為基準(zhǔn)車內(nèi)孔,保證內(nèi)外圓同軸. (即不管設(shè)計(jì)要不要求內(nèi)外圓加不加工,工藝上均采取加工方法) 內(nèi)孔直徑小于100, 長(zhǎng)度大于1200以上或者長(zhǎng)徑比12的,直徑比較小且細(xì)長(zhǎng)的筒體,工藝最好采取推鏜內(nèi)孔,特長(zhǎng)件可采取兩端對(duì)推鏜加工內(nèi)孔,以盡量減少偏重. 長(zhǎng)徑比12的, 內(nèi)孔直徑在150以上的厚皮長(zhǎng)筒體, 工藝采取借車外圓或在內(nèi)孔毛坯面處焊配重棒進(jìn)行初步予平衡.其工藝措施、有關(guān)規(guī)定和借車偏心距e公式參見(jiàn)下條內(nèi)容. 借車修偏

21、法: a) 長(zhǎng)輥筒借車近似公式: e=80000(G外圓DL工件)- mm 其中: e-中心偏心距 mm G外圓-平衡機(jī)在外圓處得出的借偏重量值 kg D-工件車前的直徑 mm L工件-借車偏工件的長(zhǎng)度 mm b) 長(zhǎng)輥筒借車移位的規(guī)定和方法: 長(zhǎng)輥筒類工件平衡采取借車方法時(shí),均按動(dòng)平衡機(jī)做出的輕點(diǎn)標(biāo)記反180度方向位移e值進(jìn)行借車加工, 注意工件中心的位移量為e值,用千分表旋轉(zhuǎn)測(cè)量跳動(dòng)值為2 e. 靜平衡偏重值結(jié)果是指外圓面處的偏重量值G外圓. 焊配重修偏法: 見(jiàn)下圖示帶軸頸輥筒的配重棒修配法簡(jiǎn)圖 焊前輥筒的筒體配重棒修配法簡(jiǎn)圖 a) 長(zhǎng)輥筒體工件平衡采取焊配重棒方法時(shí), 均按輕點(diǎn)標(biāo)記的同方

22、向中部相應(yīng)r 配焊部位進(jìn)行配焊加工. 動(dòng)平衡結(jié)果要求給出在需要進(jìn)行焊接配重棒r處重心點(diǎn)的偏重量值G. 此中心點(diǎn)由動(dòng)平衡機(jī)操作者根據(jù)工藝要求控制,并做出具體位置和重量值的標(biāo)記.b)焊配重棒的長(zhǎng)度,根據(jù)具體情況,最長(zhǎng)應(yīng)不超過(guò)300400左右.要求可兩端分配焊接, C)配重棒的焊縫必須牢固,其焊縫長(zhǎng)度應(yīng)不小于配重棒的13. 去重修偏法. 在設(shè)計(jì)允許的部位,采取鉆孔、銑削、刨削、偏心車削、打磨、拋光、激光熔化金屬等去除金屬的方法消除不平衡.但注意對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸,剛性極差的零件,要考慮到去除金屬后應(yīng)力施放后的變形引起的二次不平衡.(例如大鍵槽銑后均發(fā)生變形) (設(shè)計(jì)必須注明鍵槽銑出還是不銑出時(shí)作平衡的明確要求

23、,如果按裝長(zhǎng)鍵的話應(yīng)在末銑鍵槽前作平衡試驗(yàn),如果是空槽則要求設(shè)計(jì)必須給出對(duì)稱銑削槽口的位置以達(dá)到平衡的目的) 機(jī)械固定配重塊修偏法. 在設(shè)計(jì)允許的部位, 采取將配重塊用螺釘,卡子等緊固方法固定配重塊消除不平衡.這種方法避免了因焊接配重塊而產(chǎn)生變形引起的二次不平衡. 例如6850海綿輥采取在兩端軸頸按裝偏心套方法， 對(duì)于復(fù)合型輥筒(如加熱輥,冷卻輥等)必須從里向外,逐層采取減小或消除不平衡的預(yù)先平衡工藝措施,以保證最后整體不平衡量最小的工藝要求.6.2 軸頭焊接與配重棒焊接的不平衡因素:6.2.1 軸頭焊接偏心不平衡:軸頭組對(duì)焊接時(shí),因組對(duì)時(shí)按裝的偏差,焊接時(shí)焊接應(yīng)力的變形,使軸頭的軸心發(fā)生位移

24、,特別是長(zhǎng)度較長(zhǎng)軸頭,這種偏移量有時(shí)很大.因此工藝上要求必須以筒體外圓為基準(zhǔn)修正中心孔,然后車圓軸頭各部,以保持整體輥筒剩余不平量最少.為了具有足夠的修整量,設(shè)計(jì)對(duì)軸頭必須留出一定的加工余量.軸頭與輥筒的配合公差要合理選擇,保證定位精度,另外要嚴(yán)格規(guī)范焊接工藝,采取對(duì)稱點(diǎn)焊接,保證對(duì)中性.6.2.2 焊配重棒變形的不平衡: 輥筒整體平衡時(shí),采取鉆孔插入配焊棒焊接,特別是較長(zhǎng)的軸頭,焊后均產(chǎn)生整體輥筒中心的偏移,造成新的不平衡。見(jiàn)下圖所示.。 工藝上為減小或消除焊接引起的軸頸中心的偏移,應(yīng)采取以下措施:a) 采取氬弧焊接和嚴(yán)格的焊接規(guī)范,來(lái)控制和減少焊接的變形量.使變形控制在允許的范圍內(nèi).b)

25、對(duì)于軸頸較長(zhǎng),直徑較細(xì).(建議長(zhǎng)度大于300,直徑小于50的),建議工藝采取頂兩端中心孔,檢查大外圓同軸度,其振擺值大于0.03-0.05的,建議應(yīng)增加以大外圓為基準(zhǔn)車修兩端中心孔的工序,然后再磨加工.因此要求兩端軸頸必須留有足夠的預(yù)留磨量. 見(jiàn)上圖,軸端結(jié)構(gòu)有單法蘭和雙法蘭型式,焊配重棒是采取鉆孔后插入焊牢一端,成為單支點(diǎn)懸臂梁型式,特別是對(duì)軸頸為單法蘭結(jié)構(gòu)時(shí),其焊接棒插入的方向、角度、長(zhǎng)度及焊接引起的變形,均影響著焊接棒的準(zhǔn)確位置,從而引起新的不平衡. 工藝上為減小或消除焊接引起的軸頸中心的偏移,應(yīng)采取以下措施:a) 焊接棒的長(zhǎng)度不得太長(zhǎng), 這種單支點(diǎn)懸臂梁的型式,因旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力,在

26、其一端會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng),出現(xiàn)嚴(yán)重的與輥筒的撞擊響聲,嚴(yán)重時(shí)會(huì)脫落.尤其是軸端為單法蘭結(jié)構(gòu)時(shí),這種情況時(shí)有發(fā)生.為此工藝上規(guī)定焊接棒的長(zhǎng)度不得大于此300,雙法蘭結(jié)構(gòu)時(shí)不得大于400.焊接棒插入焊接時(shí) ()要求緊貼筒輥內(nèi)臂面. () 焊接棒軸端加焊一個(gè)定位的臺(tái)階環(huán),如圖中所示,保證焊接棒位置準(zhǔn)確,牢固.防止焊接棒脫落.b)焊接棒的型式,建議改為如下定位臺(tái)階式,見(jiàn)下圖: 對(duì)直徑較大的長(zhǎng)輥筒零件,一般采取在輥筒內(nèi)臂端面上配焊扇形塊,.因此要求設(shè)計(jì)在輥筒端內(nèi)臂上預(yù)留出配焊扇形塊的空間位置,其尺寸必須有足夠大,.一般L尺寸為2530或更大一些為好.焊接時(shí)采取氬弧焊焊接,僅量減少變形.見(jiàn)下圖: 上圖為在內(nèi)

27、臂端面上配焊扇形塊的示意圖. 對(duì)直徑較小,長(zhǎng)度較長(zhǎng)的長(zhǎng)輥筒零件，也可采取在輥筒兩端軸頸根部處把上配心套解決平衡偏重，這樣避免了配焊配重棒空間太小和焊接產(chǎn)生的變形缺點(diǎn).因此要求設(shè)計(jì)在輥筒端軸頸根部予留出可緊固偏心套的空間位置，并且不影響其組裝后運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，在輥筒端軸頸根部配把緊固偏心套的示意圖，見(jiàn)圖 63普通長(zhǎng)輥筒平衡加工的典型工藝:祥見(jiàn)筒體典型加工工藝; 輥筒典型加工工藝過(guò)程卡片.(注:只作參考,不同的零件,不同的設(shè)計(jì)要求,其具體的工藝有所不同.)7. H50UBS型硬支承平衡機(jī)筒介:7.1 產(chǎn)品用途及特點(diǎn): 在機(jī)械制造詣業(yè)中,高精度和高轉(zhuǎn)速的采用.必須以良好的平衡為先決條件.當(dāng)由不同

28、的因素引起的離心力和離心力矩,出現(xiàn)在不平衡的旋轉(zhuǎn)部件中時(shí),往往會(huì)導(dǎo)致軸承負(fù)荷的增加,磨損加劇、振動(dòng)和噪音的形成,縮短機(jī)器的使用壽命.嚴(yán)重的還可能引起旋轉(zhuǎn)軸及其上安裝部件疲勞缺口的生成,進(jìn)而引起斷裂,危及人身安全,因此,為有效地控制和消除上述的有害因素,對(duì)旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行動(dòng)平衡校正,已成為加工制造業(yè)中必不可少的工藝措施之一. 硬支承平衡機(jī)是目前使用較為廣泛的通用平衡機(jī),它具有效率高、操作簡(jiǎn)便、顯示直觀、測(cè)量迅速、穩(wěn)定性好等特點(diǎn).在使用中,只需將各種類別、形狀各異的待平衡工件轉(zhuǎn)子的幾何尺寸,支承形式及其參數(shù),校正半徑等數(shù)據(jù)輸入電測(cè)系統(tǒng),即可在一次啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后,準(zhǔn)確地顯示出受檢轉(zhuǎn)子剩余不平衡量的量值和相位,

29、對(duì)于單件或批量轉(zhuǎn)子的平衡都十分方便,不失為一種比較先進(jìn)的動(dòng)、靜平衡校驗(yàn)和檢驗(yàn)設(shè)備.7.2 主要參數(shù)和性能指標(biāo):7.2.1 工件最大質(zhì)量- 7500kg7.2.2 工件最大直徑-2100mm7.2.3 工件的支承軸頸范圍 滾輪架1- 25180 mm 滾輪架2- 180380 mm7.2.4 萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸連接法蘭至右支架中心間最大距離-10000 mm7.2.5 萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)時(shí)兩支承架中心最小距離圈帶傳動(dòng)時(shí)兩支承架中心最小距離-325 mm圈帶傳動(dòng)處直徑范圍-405 mm7.2.6 平衡轉(zhuǎn)速萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)-23039068510901680 rmin圈帶傳動(dòng) (拖動(dòng)工件直徑=100 mm時(shí))- 112

30、021602280 rmin7.2.7 配用萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的額定扭距-250N.m 700N.m7.2.8 電動(dòng)機(jī)功率 萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)- 15kW 圈帶傳動(dòng)-7.5kW7.2.9 電測(cè)箱最大示值靈敏度(平衡恩速820 rmin)-10 g. mm7.2.10 動(dòng)撓度測(cè)量范圍-00.5 mm最小可達(dá)剩余不平衡度emar-0.5 g. Mmkg7.2.11 不平衡量減少率URR-95 %7.2.12 平衡轉(zhuǎn)速選擇 平衡轉(zhuǎn)速的選擇,受平衡機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)拖動(dòng)功率、被校驗(yàn)轉(zhuǎn)子質(zhì)量、支承架承載 能力以及系統(tǒng)測(cè)量精度相對(duì)誤差的限制.因此,所選擇的平衡轉(zhuǎn)速應(yīng)同時(shí)滿足:Gn2 910106 Kgmin2GD2n23551

31、06 Kg.m2min2 (萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng))GD2n2150106 Kg.m2min2 (圈帶傳動(dòng))式中: G-工件轉(zhuǎn)子重量. kg D-工件轉(zhuǎn)子外徑. m n-平衡轉(zhuǎn)速度. rmin轉(zhuǎn)速的選擇,請(qǐng)參閱有關(guān)設(shè)備卡片Gn2和GD2n2限制值圖表.7.3 硬支承平衡機(jī)工作機(jī)理和功能:7.3.1 硬支承平衡機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇必須滿足:轉(zhuǎn)子平衡轉(zhuǎn)速的角頻率與平衡機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)角頻率0之比0.3.由于硬支承平衡機(jī)支承架剛度較大,轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)由于平衡量產(chǎn)生的離心力不足以使支承架產(chǎn)生足夠的振動(dòng)位移,故必須通過(guò)機(jī)械放大機(jī)構(gòu),將這些微小的振動(dòng)位移放大約10倍后,通過(guò)磁電式速度傳感器,將工件作用在支承架上的不平衡量的大小和相位以交變動(dòng)壓力信號(hào),傳給電測(cè)箱轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并將計(jì)算結(jié)果顯示在屏幕上. 光電頭是利用在工件上人為粘貼的反光標(biāo)記,監(jiān)測(cè)工件轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速頻率,并同時(shí)傳給電測(cè)箱轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并以此作為轉(zhuǎn)速測(cè)量和不平衡量相位判別的依據(jù).7.3.2 硬支承平衡機(jī)檢測(cè)的不平衡量值與工件質(zhì)