平衡机
平衡机是测定转子不平衡的仪器的设备，平衡机属于硬支承平衡机，摆架刚度很大，用动平衡机测量结果对转子的不平衡量进行校正，使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动减少到允许的范围内，以达到减少振动、改善性能和提高产品质量的目的。
平衡机的主要性能用最小可达剩余不平衡量和不平衡量减少率两项综合指标表示：平衡精度单位 g.cm，数值越小，精度越高；相同工件测量不平衡量的周期也是性能指标之一，这直接影响了生产效率，在保证精度的情况下，平衡周期越短越好。
发展历程 编辑本段
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40年代末，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世界动平衡技术发展的方向之一。
功能特点 编辑本段
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较验。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)的使用寿命；降低使用者的不舒适感；降低产品的功耗。
传动方式
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。
品类划分 编辑本段
重力平衡机一般称为静平衡机。它是依赖转子自身的重力作用来测量静不平衡的。它置于两根水平导轨上的转子如有不平衡量，则它对轴线的重力矩使转子在导轨上滚动，直至这个不平衡量处于最低位置时才静止。被平衡的转子放在用静压轴承支承的支座上，在支座的下面嵌装一片反射镜。当转子不存在不平衡量时，由光源射出的光束经此反射镜反射后，投射在不平衡量指示器的极坐标原点。如果转子存在不平衡量，则转子支座在不平衡量的重力矩作用下发生倾斜，支座下的反射镜也随之倾斜并使反射出的光束偏转，这样光束投在极坐标指示器上的光点便离开原点。根据这个光点偏转的坐标位置，可以得到不平衡量的大小和位置。通常，转子平衡包括不平衡量的测量和校正两个步骤，平衡机主要用于不平衡量的测量，不平衡量的校正则往往借助于钻床、铣床和点焊机等其他辅助设备，或用手工方法完成。有些平衡机已将校正装置做成为平衡机的一个部分。这种平衡机的支承刚度小传感器检测出的信号与支承的振动位移成正比。
离心力式
离心式平衡机是在转子旋转的状态下，根据转子不平衡引起的支承振动，或作用于支承的振动力来测量不平衡。其按校正平面数量的不同，可分为单面平衡机和双面平衡机。单面立式平衡机只能测量一个平面上的不平衡(静不平衡)，它虽然是在转子旋转时进行测量，但仍属于静平衡机。双面平衡机能测量动不平衡，也能分别测量静不平衡和偶不平衡，一般称为动平衡机。离心力式平衡机按支承特性不同，又可分为软支承平衡机和硬支承平衡机。平衡转速高于转子一支承系统固有频率的称为软支承平衡机。这种平衡机的支承刚度小，传感器检测出的信号与支承的振动位移成正比。平衡转速低於转子一支承系统固有频率的称为硬支承平衡机，这种平衡机的支承刚度大，传感器检测出的信号与支承的振动力成正比。在现代机械中，由于挠性转子的广泛应用，人们研制出了挠性转子平衡机。这类平衡机必须在转子工作转速范围内进行无级调速；除能测量支承的振动或振动力外，还能测量转子的挠曲变形。挠性转子平衡机有时安装在真空防护室内，以适合汽轮机之类转子的平衡，它配备有抽真空系统、润滑系统、润滑油除气系统和数据处理用计算机系统等庞大的辅助设备。根据大批量生产的需要，对特定的转子能自动完成平衡测量和平衡校正的自动平衡机，以及平衡自动线，现代已大量的装备在汽车制造、电机制造等工业部门。
工作原理 编辑本段
平衡机是测量旋转物体(转子)不平衡量大小和位置的机器。因转子在围绕其轴线旋转时，由于相对于轴线的质量分布不均匀而产生离心力。这种不平衡离心力作用在转子轴承上会引起振动，产生噪声和加速轴承磨损，以致严重影响产品的性能和寿命，因此要运用平衡机进行检测。电机转子、机床主轴、风机叶轮、汽轮机转子、汽车零部件和空调风叶等旋转零部件在制造过程中，都需要经过平衡才能平稳正常地运转。根据平衡机测出的数据对转子的不平衡量进行校正，可改善转子相对于轴线的质量分布，使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动力减少到允许的范围之内。因此，平衡机是减小振动、改善性能和提高质量的必不可少的设备。通常，转子的平衡包括不平衡量的测量和校正两个步骤，平衡机主要用于不平衡量的测量。平衡机的主要性能是用最小可达剩余不平衡量，和不平衡量减少率两项综合指标表示的。前者是平衡机能使转子达到的剩余不平衡量的最小值，它是衡量平衡机最高平衡能力的指标；后者是经过一次校正后所减少的不平衡量与初始不平衡量之比，它是衡量平衡效率的指标，一般用百分数表示。
主要类型 编辑本段
圈带平衡机：采用圈带传动，保证了工件的平衡质量及精度，圈带传动装卸方便，工作效率高。广泛应用于电机转子、电动工具机床主轴、通风设备等旋转体工件平衡校正。
万向节平衡机：采用万向联轴节传动，可获得多种平衡转速，且精度高、操作方便、工作效率高等。主要应用于大型电机、机床主轴、风机、离心机、水泵、内燃机、风轮、陶瓷机械、滚筒、胶棍等旋转体工件平衡校验。
单面立式平衡机：是迅速发展起来的，用途范围比较广的新型平衡机设备，它适用于盘状工件在竖直状态下校测单面平衡，主要适于风扇、风叶、叶轮、制动器、离合器、制动鼓、卡盘、砂轮、锯片刀、皮带轮等各种盘状零件进行平衡校正。
自动定位平衡机：采用先进的伺服驱动装置，实现参数的无极调速，可平滑加减速。测量合格自动停止。不合格则自动停在不平衡点。下切式圈带传动，便于高效率地上下转子，另外配置打点机构，可实现标记不平衡点。特别适用于微电机转子，电动工具等轴类转子的大批量平衡。以其极高的灵敏度，多种灵活的自动定位方式，方便的操作。
若从应用方面讲：有通用平衡机（如平衡电机、水泵转子）和专用平衡机（如汽车刹车盘，传动轴等）；卧式平衡机，立式平衡机，重型、中型、小型、特小型平衡机。从原理上划分，有软支承平衡机、硬支承平衡机、有离心式平衡机、卧式平衡机与 立式平衡机。平衡机分桥架设备与电测控制设备。其中桥架设备部分许多厂家都利用新的材料以提高其减振性能，利用模块设计以使用一台机器同时可适用于多种转子的需要，电测控制流发展由电子管到半导体，到集成电路，由模拟电路到数字化电路，其发展可谓一日千里，日新月异。
刚性转子：在工作转速下，由质量单元产生的惯性力使转子的变形扰曲可以忽略不计的转子称之为刚性转子绕性转子，由惯性力使转子产生弹性和塑性变形，因而改变不平衡状态，从而与轴线不对称，这种转子称之为绕性转子。
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