軟支承與硬支承動平衡機的測量特點
盛德恩 （申克公司北京代表處100004）
1引言
不平衡是各種旋轉(zhuǎn)機械產(chǎn)生振動、噪聲、降低壽命的主要原因之一。
從用途上分，動平衡機有適用于大批量生產(chǎn)帶修正功能的生產(chǎn)型平衡機和適合于多品種小批葚生產(chǎn)的通用型平衡機。
從轉(zhuǎn)子在平衡機上的安放形式分，有立式平衡機和臥式平衡機。
從平衡任務(wù)上分，有僅做剛性轉(zhuǎn)子動平衡的低速動平衡機和適用于柔性轉(zhuǎn)子動平衡的高速動平衡機。
從工作原理上分，有軟支承平衡機和硬支承平衡機。
兩種平衡機的工作原理不平衡是描述轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布相對于其幾何旋轉(zhuǎn)軸不均勻程度的一個術(shù)語。這一物理量不能直接測量得到，只能通過測量其物理效應(yīng)而間接測量，動平衡機就是專門用于此目的的試驗機。無論是硬支承平衡機還是軟支承平衡機都是將被測轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子組件放于平衡機的擺架上，測量旋轉(zhuǎn)時由于不平衡激勵引起的轉(zhuǎn)子一擺架系統(tǒng)的振動響應(yīng)，以此求得轉(zhuǎn)子的不平衡量。硬支承平衡機是指平衡轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)子一擺架系統(tǒng)共振轉(zhuǎn)速的平衡機。與此相對應(yīng)，軟支承平衡機是指平衡轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)子一擺架系統(tǒng)共振轉(zhuǎn)速的平衡機。
兩種平衡機的工作原理都可簡化為圖1所示的力學(xué)模型。
當不平衡量以角速度旋轉(zhuǎn)時．該振動系統(tǒng)振動響虛為：
對于通用型硬支承動平衡機，則振動幅值為：
可見，硬支承平衡機又稱為測力式動平衡機。
對于軟支承平衡機則：
可見，軟支承平衡機又稱為測位移式動平衡機。
動平衡機的振動響應(yīng)曲線及工作轉(zhuǎn)速范圍如圖2所示。
2兩種平衡機的標定
為了將在擺架上測得的振動信號轉(zhuǎn)化成在指定修正平面及半徑上的不平衡量值，動平衡機需要標定，即調(diào)整動平衡機的測量系統(tǒng)，對于給定的轉(zhuǎn)子，平衡機的讀數(shù)為所要求的單位（g或kg等）。如式(2)所示，通用型硬支承動平衡機的振幅僅與不平衡量“擺架剛度k及平衡轉(zhuǎn)速山有關(guān)，而與轉(zhuǎn)子的質(zhì)量參數(shù)無關(guān)，故在出廠時標定一次即可。由于力測量原理，平面分離僅取決于修正平面與支承平面間的相互距離，這樣操作者僅需要輸入被測轉(zhuǎn)子幾何參數(shù)：即可見圖3。硬支承平衡機只需標定一次，在其規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)平衡任何轉(zhuǎn)子均無需現(xiàn)場標定的特性稱為****性標定。
而對于軟支承平衡機，擺架的振動不僅與不平衡量ur有關(guān)．而且與轉(zhuǎn)子質(zhì)量，及寄生質(zhì)量有關(guān)。考慮到雙面平衡時的平面分離，還與轉(zhuǎn)子繞自身軸及繞垂直軸的轉(zhuǎn)動慣量有關(guān)。因此果用軟支承平衡機平衡不同的轉(zhuǎn)子必須進行現(xiàn)場標定，即采用已知的不平衡量（標定質(zhì)量）標定平衡機。有時可用激振器標定平衡機，以免去標定運轉(zhuǎn)，這種方法只能在一定程度上簡化，而不是省去標定過程，并且激振平面一般為支承平面，而不是修正平面，用這種方法難以達到滿意的精度。
3動平衡機的發(fā)展歷程
世界上第一臺動平衡機誕生于1910年，是由德國申克公司制造的。當時的動平衡機屬于共振型平衡機，即平衡轉(zhuǎn)速在共振區(qū)內(nèi)，見圖2。這 |
