依據牛頓力學里的向心力理論,其核心目標是消除或減少旋轉體質量分布不均勻引起的離心力,保證轉動過程的穩定,降低震動。下列簡要介紹了旋轉軸動平衡的原理和測量法:
動平衡原理
(1)不平衡力的產生:當轉軸旋轉時,如果其質量分布不均勻,即存在偏心質量,這些偏心質量會產生離心力。這些離心力在旋轉平面內形成一對大小相等、方向相反的力,導致轉軸振動。
(2)動平衡條件:動平衡要求在轉軸的兩個校正面(通常是相隔180度的兩個平面)上消除所有的離心力和離心力偶。這意味著不僅要在每個平面上消除靜不平衡(單一平面的不平衡),還要消除偶不平衡(兩個平面間的不平衡)。
(3)平衡校正:通過在轉軸或轉子的適當位置添加或去除質量(通常稱為配重),使得旋轉時產生的離心力相互抵消,達到平衡狀態。
測量方法
應用動平衡機進行檢驗,這是最常見的方法。動平衡機能夠轉動轉軸,通過傳感器(如加速度計)測量轉軸在不同位置的震動范圍及相位,隨后測算不平衡的尺寸和部位
(1)數據采集:在平衡過程中,平衡機會記錄轉速、振動幅值、相位角等數據,通過這些數據確定不平衡量。
(2)計算與調整:根據測量數據,計算出需要在哪個位置以及需要多少質量的配重來實現平衡。通常,動平衡機會給出配重的大小和角度位置。
(3)校正與驗證:在計算出的點上添加或去除質量后,重新進行測試,直到振動水平降至允許的公差范圍內,完成校正。有時可能需要多次迭代才能達到理想的平衡狀態。
(4)參數設置:在進行平衡操作時,還需考慮平衡面數、分度方向(決定配重角度的計算基準)、配重方式(固定位置還是任意位置加減重)等參數,這些都會影響平衡的效率和精度。
綜上,轉軸動平衡是一個涉及精確測量、計算和調整的過程,旨在提升旋轉設備的運行質量和壽命,減少能耗和噪音污染。
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