机床现场动平衡的应用

　　0.引言
　　随着机床行业的飞速发展，仅仅对机床精度的保证已经不能满足客户的需要，在振动，噪声等多方面都需要我们更进一步的提高。
　　动平衡的应用范围十分广泛，任何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，产生噪音和加速轴承磨损，以致严重影响产品的性能和寿命。为此，必须对转子进行平衡，使其达到允许的平衡精度等级，或使因此产生的机械振动幅度降在允许的范围内。风机叶轮、电机转子、机床主轴、内燃机曲轴、汽轮机转子、陀螺转子和钟表摆轮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的运转。
　　现在行业中应用的动平衡仪种类繁多，有国产的，也有进口的，虽然功能有些不同，但其基本的应用均相似。从现场动平衡在机床行业中的应用来看，主要是给主电机带轮、机床主轴及整机在高速运转下做动平衡。本文将针对便携式动平衡仪对机床振动、噪声的改善做一些介绍。
　　1.现场动平衡的特点
　　①不需要大型的平衡设备，仅使用便携式现场测试仪器。
　　②对生产和工作影响最小。
　　③方法简单，便于操作人员掌握。
　　2.现场动平衡原理
　　为了确定待平衡转子校正质量的大小和位置，可利用安放试重的方法，临时性地改变转子的质量分布（当条件不允许安放试重时，可采用减重的方法），测量由此引起的振动大小和相位的变化，由试重质量的影响效果确定真正需要的校正质量的大小和安放位置。
　　3.现场动平衡方法
　　一般在做动平衡前，需要先进行振动测试，测出转子转动时产生最大振幅的转数，并记录下振幅值，若其超出规定的范围，我们就需要对其进行动平衡校正。
　　3.1确定平衡质量等级
　　一台理想的平衡状态的机器应该完全没有不平衡。但实际上，不可能达到完美无缺的平衡状态，对于不同类型的机器，所谓振动太大其含意有很大不同，根据实际工作需求，按转子平衡要求进行分类十分重要。
　　根据国际标准化组织（ISO）标准制定的平衡质量等级，列出每一平衡质量等级中一些典型的实例。平衡质量等级G是最大允许的相对不平衡量e（即偏心距）与转子最大工作角速度ω的乘积。
　　若已知转子质量M，便可由式
　　U=M*G*60*103/（2∏rn）
　　（U：允许不平衡量M：转子质量G：平衡等级r：校正半径n：转速）
　　算出最大允许不平衡量U。
　　3.2单面动平衡
　　作完振动频谱分析并选定试重质量后，现场单面动平衡的步骤：
　　①安置加速度传感器（振动传感器）和光电传感器并将它们与测量仪器联接起来。
　　②开动机器至振幅最大的转速。
　　③测量并记录初始振动水平和相位。
　　④停止机器转动，把选定的试重质量安置在校正圆上（即安置在要作校正的半径为的圆上），作好试重质量位置标记（此位置即为零位）。
　　⑤重新启动机器，测量并记录新的振动水平和相位。
　　⑥停止机器转动，除去试重质量。
　　⑦按照仪器显示的质量和角度安装配重。
　　⑧再次启动机器，测量残余振动，即测量经过平衡后的振动水平，并与初始振动比较平衡效率。
　　⑨当振动不合时，重复进行上述操作直至振动满足要求。
　　3.3双面动平衡
　　平衡步骤与单面动平衡类似，但是，双面动平衡必须在两个平面内测量振动，使用两个加速度传感器，并在两个平面上进行校正。一个平面内的不平衡会影响另一个平面，这就是所谓交叉响应。双面动平衡的步骤如下：
　　（1）将两个加速度传感器和一个光电传感器安置好并联接到动平衡仪器上。
　　（2）启动机器到额定转速。
　　（3）对两个测量平面分别测量并记录振动水平和相位。
　　（4）停止机器转动，将尺寸适当的试重质量安置在校正平面1内，作好位置标记。
　　（5）重新启动机器到额定转速，对测量平面1和2分别测量和记录新的振动水平和相位。

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