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专业知识培训资料

上海剑平动平衡机制造有限公司

平

衡

机

基本知识

一.平衡机发展史3

二.平衡机（动平衡设备、动平衡试验机）的作用4

三.动平衡机的分类5

四.动平衡机应用范围概述7

五.平衡机的结构与功能8

六.平衡机的传动方式及各自特点9

七.动平衡机选型的有关知识10

八.平衡机选型的一般原则12

九.动平衡加工的方法15

十．转子的不平衡量的计算方法16

十一.平衡机常用术语解释17

附.1平衡精度等级21

附2光电传感器的调整方法23

一.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HenryMartinson申请了平衡技术的专利，拉开了平衡校正产业的序幕。

1907年，FranzLawaczek博士把改良的平衡技术提供给了CarlSchenck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。

二.平衡机（动平衡设备、动平衡试验机）的作用

一个不平衡的转子在其旋转过程中对其支承结构和转子本身产生一个压力，并导致振动。

因此，对转子的动平衡是十分必须的。

平衡机就是对转子在旋转状态下进行动平衡校验，动平衡的作用是：

        ● 提高转子及其构成的产品质量

        ● 减小噪声

        ● 减小振动

        ● 提高支承部件（轴承）的试用寿命

        ● 降低使用者的不舒适感

        ● 降低产品的功耗

三.动平衡机的分类

动平衡机的分类，基本上可以从原理及应用两方面去划分:

    1、从测量原理上划分，可分为两大类：

硬支承动平衡机、软支承动平衡机。

（1）硬支承动平衡机----具有平衡转速低于转子支承系统的固有频率，可在低转速下平衡，操作简单方便、安全性能好的特点。

（2）软支承动平衡机-----具有平衡转速高于转子支承系统的固有频率，受外界振动信号影响小、测量精度高、适用于大批量生产的特点。

    2、从应用方面划分，可分为两大类：

卧式和立式动平衡机、通用和专用动平衡机。

（1）卧式和立式动平衡机

            卧式动平衡机------是指被平衡转子的旋转轴线在平衡机上呈水平状态的平衡机，一般具有旋转轴或方便装配工艺轴的转子， 如电机转子、风轮、风叶、滚筒、胶辊、轴类、印刷机械等都适用于卧式动平衡机，我厂生产的PHQ系列,PHW系列都属于卧式动平 衡机。

            立式动平衡机------是指被平衡转子的旋转轴线在平衡机上呈铅垂状态下的平衡机，一般没有旋转轴的盘状工件，如风扇风叶 、水泵叶轮、油烟机风轮、飞轮、砂轮、锯片、卡盘、制动器等都适用于立式动平衡机，我厂生产的PHD系列就属于立式动平衡机。

（2）通用动平衡机和专用动平衡机

            通用动平衡机-----是在规定的转子重量和转速范围内，能平衡多种转子的动平衡机，如我厂生产的PHQ系列,PHW系列都属于通用动平衡机。

专用动平衡机------是针对某一类型转子专门设计制造的动平衡机，如我厂生产的PHC-100型（传动轴）、PHQ-T5型（惯流），就是专门用于汽车传动轴、空调器风轮的专用动平衡机。

四.动平衡机应用范围概述

动平衡机的用途广泛，具体可分为十大类：

   1.重工业：

涡轮子,大型发电机，水车，大形变速齿轮、大型马达离心机，搅拌机，垃圾处理机。

   2.汽车工业：

轮胎、曲轴、驱动轴、离合器、剎车鼓、飞轮汽车用各类马达、冷却扇、增压器。

   3.家电电机：

吸尘机用马达、果汁机用马达、风扇、中型马达、磁鼓、空调用各类零件、计算机磁盘。

   4.送风机：

一般送风机（工业用）

   5.农机具：

引擎零件（曲轴、飞轮等）刀具，链锯等用零件。

   6.小型马达：

家电用小型马达转子，汽车用马达转子，录音机用马达转子。

   7.机械部品:

制纸滚轮、泵叶片、各种齿轮、扭力转换器、纺织机零件、电梯零件。

   8.航空：

陀螺仪，航空用引擎，螺旋浆叶，飞机用轮胎，时钟，手表等零件。

   9.工作机械：

砂轮机、刀具、各式主轴、齿轮。

   10.其它：

捻线机,磨擦轮等等。

五.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。

六.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。

七.动平衡机选型的有关知识

旋转机械的多样化，其产生的振动问题、噪声问题、机械寿命等的要求日益严格，必须针对不同的旋转工件选用适于各自特点的动平衡机，并进行相应的不平衡校正。

第一步：

选择动平衡机，首先根据旋转工件的外形特征，选择卧式或立式动平衡机，当然，如果有特殊的要求，还可以按照实际需要设计制造。

1）卧式平衡机与立式平衡机

卧式平衡机------是被平衡转子的旋转轴线在平衡机上呈水平状态的平衡机，一般来说，具有转轴或可装配工艺轴的转子，如电机转子、机床主轴、滚筒、风机、汽轮机、增压器转子等，都适用于卧式平衡机。

　　立式平衡机--------是被平衡转子的旋转轴线在平衡机上呈铅垂状态下的平衡机，一般指转子本身不具备转轴的盘状工件如齿轮、各种汽车飞轮、离合器、压盘及其总成、制动盘、刹车毂、摩托车的离合器及磁电机转子、风扇、风叶、水泵叶轮、皮带轮、砂轮等盘类零件，我公司生产的PHD系列立式平衡机可满足各种规格的盘类零件的平衡，而立式双面平衡机系列适用于工件本身不具备转轴的鼓形零件的动平衡，如汽车车轮、轮辋、离心机转鼓等

第二步:

根据转子的传动形式选择是圈带传动平衡机还是万向节平衡机或是自驱动平衡机.

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。

第三步：

根据工件的大小选型，如工件的种类,外径、长度和重量,转速等特征参数，选择动平衡机大小型号，如5、16、50、160型等，数字表示工件最大质量，一般选定数字1/3到2/3动平衡效果较好，最大或最小值都可以做，但不一定能满足工件的精度。

八.平衡机选型的一般原则

平衡机是用于测定转子不平衡的仪器，按其测量结果进行校正，以改善被平衡转子的质量分布，使转子运转时轴颈的振动或作用于轴承的力减小到规定的范围内。

平衡机的主要功能是测量，有时还附有校正装置，以提高平衡效率。

一、平衡机的分类

　　平衡机的类型繁多，可以从原理及应用两方面去划分。

　　1、从原理方面分：

有离心式平衡机与重力式平衡机、软支承平衡机、硬支承平衡机、半硬支承平衡机。

　　a、离心式与重力式平衡机

　　离心式平衡机：

从平衡机的结构原理看，最常见的是离心式平衡机，它是在旋转状态下根据转子不平衡离心力而引起的振动位移或振动力来测定转子不平衡的平衡机。

其中，完成双面或多面平衡用的离心式平衡机就是通常所说的动平衡机，而完成单面平衡用的离心式平衡机则属于静平衡机范畴。

重力式平衡机：

这种平衡机依赖于转子本身重力的作用，在转子不旋转的状态下测量其静不平衡量，也属于静平衡机范畴。

　　这类平衡机测量时工件无需转动，特别适宜于用来平衡旋转时会发生变形的工件及大型的盘类零件，如未烧结的砂轮、列车车轮制动盘、飞机螺旋桨、航空轮胎等等，我公司生产的重力式平衡机ZHLP型系列平衡特别适用于此类工件的平衡。

　　b：

软支承平衡机、硬支承平衡机、半硬支承平衡机

　　软支承平衡机的平衡转速高于转子—支承系统的固有频率，平衡转速需超过共振区，启动时要求锁紧摆架，摆架支承刚度很低，测量精度高。

硬支承平衡机的平衡转速低于转子—支承系统的固的频率，可在低转速下平衡，无需锁紧装置，可做超速试验，操作简便、安全性能好。

　　半硬支承平衡机：

是介于软、硬支承平衡机之间的一种平衡机，它的平衡转速也低于固有频率，这种平衡机有硬支承平衡机支承刚度高的特点，又有软支承平衡机精度高的优点，

2、从应用方面分：

　　有卧式平衡机与立式平衡机；通用平衡机与专用平衡机，自动平衡机。

　　1）卧式平衡机与立式平衡机

卧式平衡机------是被平衡转子的旋转轴线在平衡机上呈水平状态的平衡机，一般来说，具有转轴或可装