张家口宣化北伦平衡机制造有限公司

Xuanhua Beilun Balancing Machinery Co Ltd

 

 
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 风机叶轮平衡机

 通用平衡机

 

 电脑电测箱

 HP-15

 硬支承平衡机计算机电测仪

 

 摩擦磨损试验机

 

 重型平衡机

 

 汽车行业

 

 专用平衡机

 

 旋转机械振动

 各种转子平衡工艺

关于振动分析方法的进一步介绍

振动分析仪频谱分析

机械振动原因与振动频谱分析法

关于平衡机的描述

 

 一台正常的大于1000kg平衡机,不平衡量值大的时候,例如大于3kg时候,在100rpm平衡,小于500g以后,转速提高到200rpm以上,可以做出精度。

 平衡机是用于工件动平衡的机器,客户总是希望便宜买到好机器。为了迎合客户这个心理,制造商只能小机大标。3吨的机器竟然连两吨的转子平衡都进行不了,出现假平衡现象。就是便宜!!!临沂有一家老企业的3吨平衡机,一个转子要平衡4-5个小时!而且多年来就是这个工时安排!一台便宜设备,常年工时浪费。

  一个正常的平衡机,例如3吨平衡机。正常可以有一定的过载能力,4吨的转子照样可以做平衡。这就要求支承架的刚度线性范围足够大。不管多大的风机转子,例如:20号以上的风机叶轮-测量及工艺加重操作,基本不会大于1个小时。较小的会更快。

  在九州普惠风机公司:一个操作工, 最多可以一天做200个600mm直径离心风机叶轮的平衡工艺。

  正常的电测箱在测量转子的不平衡量可以测量显示几十公斤的不平衡量值。不应该在较大的不平衡量用手工静平衡的方法去除。平衡机直接指示所有量值。凡是有过载饱和现象的电测箱都是缺失灵敏度自适应功能的系统。

   灵敏度自适应功能电路(硬件的程控放大器)是原来的档位切换电路的计算机管理模式。它是平衡机测量的必备电路,它可以保证采样电路的最佳采样状态,进而保证测量精度。

关于永久标定平衡机的描述

永久标定的测量系统,50年前就完美的完成与应用了。

 

硬支承校正平面分离的运算式

进行校正平面分离的运算。

需要注意的是,硬支承校正平面分离的运算式中出现的常数全部是几何尺寸,而在软支承的情况下,除几何尺寸外还有质量,惯性矩,并且这些值不仅是对转子本身而言,还包括寄生质量的部分。

几何尺寸可以简单地进行测量,而除此以外的上述其他量则无法简单地测量出来。因此,通常在平衡时,每当转子的种类改变,自然需要重新设定校正平面分离电路。

3.7转子轴承、校正平面之间的几何尺寸   

在硬支承的情况下,只要测量出ABC各个尺寸,置入校正平面分离电路,设定即告完成。而对于软支承的情况,则必须在转子上施加试重并使转子旋转,按一定步骤用实验

来设定分离电路的常数。并且,由软支承情况下的式

 

 

  可知,即使是灵敏度(指示刻度所对应的校正不平衡大小〔g ]或者〔g·cm]),每当转子改变时也有必要重新根据施加已知质量的试重在转子旋转状态下进行标定。软支承平衡机的上述操作称为标定运转,硬支承平衡机的最大特点之一,就是完全不需要上述的标定运转就能进行校正平面分离电路的设定。并且校正量的大小能以绝对量指示出来。

 

    平衡机是用于测量转子不平衡的仪器

通用平衡机的理论基础:

   一般的通用平衡机是刚性转子平衡机。

   根据转子的工作状态和力学特性,从平衡的观点出发,常把转子分成两类:刚性转子和挠性转子。

   一般来说,凡是工作转速远低于转子的一阶弯曲临界转速的转子视为刚性转子;而把工作转速接近或超过转子的一阶弯曲临界转速的转子视为挠性转子。 也有叫超临界转子

   在国际标准化组织制定的"平衡词汇"标准ISO1925-1981和我国"试验机名词术语"ZBY033-82中,刚性转子被更确切地定义为"可以在一个或任意选定的两个校正平面上,以低于转子工作转速的任意转速进行平衡校正,且校正之后,在最高工作转速及低于工作转速的任意转速和接近实际的工作条件下,其不平衡量均不明显地超过所规定的平衡要求"的转子。而除此之外的转子都归为挠性转子。

   通常我们所说的刚性转子是指刚度相当大,转子在不平衡离心惯性力的作用下所产生的动挠度很小,以致在转子工作和平衡的过程中可以忽略不计。

  

   GBT-4201.pdf ---平衡机的国家标准   

  JBT9101通风机转子平衡.PDF  通风机的平衡国家标准条件

   平衡机是用于测量转子不平衡的仪器,按其测量结果进行校正,以改善转子的质量均匀分布,使转子运转时轴承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: 
平衡机产品的类型 
   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. 其中的“硬支承平衡机”是现在市场上用量最大的平衡机。  
   
     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。
   
     软支承平衡机:它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。测量原理是检测转子旋转的关于偏心距运动速度,最佳测量方式适用磁电式振动速度传感器。由于偏心距与转子的质量有反比的数学关系,所以换做不同的形状或质量的转子,必须重新标定影响系数才可以精确测量。

     硬支承平衡机:是用量最大的机型。它的平衡转速低于转子--支承系统的一阶共振频率,可在低转速下平衡。其测量原理是测量不平衡量引起的离心力。其不平衡量值的计算过程,没有转子质量参与。它的计算关联的物理量都可以测量得到,所以可以出厂标定一次。客户常年使用。换任何大小的转子,在理论上只要启动一次就可以测量出这个转子的不平衡量的大小和角度。


     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。也是需要标定的平衡机。

 在结构上 有卧式平衡机与立式平衡机;通用平衡机与专用平衡机。
    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 。
    2)通用平衡机与专用平衡机
     通用平衡机是在规定的转子重量和转速范围内,能平衡多种转子的平衡机,如 YLD立式平衡机,YYW、YYQ系列等都属于通用平衡机系列。
     专用平衡机是在规定的转子重量和转速范围内,能平衡某一类型转子的平衡机。
二、工件转子的平衡工艺选择

  一个转子究竟要进行静平衡还是动平衡 ,要根据具体情况如转子重量、形状、转速、支座条件及用途等而定。一般按下列原则考虑。    
    1、当转子外径D与长度L满足D/L≥5时,不论其工作转速高低都只需进行静平衡。
    2、当L≥D时,只要工作转速大于1000转/分,都要进行动平衡。             
    以上只是一般原则,有特殊要求的转子必须特殊考虑,如人造卫星,其转速只不过每分钟十几转,也需要进行动平衡。
三、各种平衡机的特点及用途
  1、YLD系列立式平衡机
    YLD系列单面立式平衡机,该机采用 硬支承系统,具有平衡精度高、操作简单、安全可靠等特点,特别适用于各种汽车的飞轮、离合器、压盘及其总成、制动毂、摩托车的离合器及磁电机转子、风扇、风叶、水泵叶轮、皮带轮轮、砂轮
等盘类零件的平衡测量及校正,可按需要配置各种去重装置。 


2、通用卧式平衡机  
1)YYW系列硬支承万向节驱动平衡机 以及衍生的YFW系列风机平衡机 是永久标定型平衡机。
万向节驱动平衡机是轴向约束力最大的平衡机,特别适用旋转工件轴向力大的转子平衡。
  万向联轴节驱动是应用最广的一种驱动方式,从重量几十公斤到数吨的工件,都可采用这种方式驱动,尤其是重量1000KG以上的转子,因需要大的驱动转矩,就必须用这种驱动方式。该驱动方式的优点是能准确地传递主轴的转速,使工件、主轴及其联接件同步旋转,无相对角度位移;能保持工件在平衡机上的轴向位置不变;启动和停车较迅速,但这种驱动方式由于万向联轴节制造误差,联轴节对工的附加质量不平衡或安装的定位误差等因素将微量降低平衡精度。

大型平衡机选择时候,必须考虑以下事项:
驱动功率要考虑用户的转子的具体情况进行确定,而不是问用户要多大功率。
要拿到用户的最大转子的使用参数,平衡机生产厂家计算用多大的驱动功率才可以满足测量时的需求。
平衡机的驱动功率与测量系统有一个交叉参数,就是测量转速,与驱动转速。
如果你的测量系统是200rpm开始测量,那么你的驱动系统得满足此要求。
例如:2000kw的一个风机如果工作转速是500rpm,那么它运转到200rpm时是128kw。
而140rpm是43.9kw
所以一个能测量低速的测量系统,是大型风机平衡机的必备条件。

驱动功率较大。
测量转速低 80转/分开始测量
较大的工作直径(风机的特点)。
重型平衡机(大于10吨)的支撑滚轮必须满足工件轴的最大接触压强条件(满足正压力方向的弹性工作范围,以避免接触表面的疲劳破坏)。也就是滚轮的工作直径必须足够大,才可以保证接触的面积足够大。否则会伤害客户的产品轴(疲劳压伤,与塑性变形压伤)。
过载能力较大(两倍),铸钢整体测量刚度梁,线性度保持大于最大质量的两倍以上。
有制动功能,尤其是大型平衡机。大型的转子的惯性停车会在20分左右延续。有制动功能可以在1-3分内停车。
大型平衡机有多级变速箱(4-5级减速6倍以上)
 此类YFW系列平衡机适用于大中型电动机、纺机、造纸机、风机、汽轮机、轧辊等轴类转子的平衡检测。

   2)YYQ系列圈带传动动平衡机
  圈带驱动广泛应用于重量较轻的转子平衡,这种驱动方式的优点是:如果圈带长度超过被平衡工件传动表面圆长的三倍,则圈带引起的干扰信号容易被电测系统滤除,因此,传动所带来的平衡精度误差很小,测量精度高,装卸工件方便,辅助时间少,生产效率高,但这种驱动方式在传递功率大时圈带容易打滑,不宜用来驱动重量大的工件。此类平衡机适用于各种电动机、各种中小微型电机、电动工具、增压器转子、空调机组、贯流风叶等工件的平衡检测。

 

平衡机数学关系的工程实现:

 

 

工程保障:保证左右摆架的灵敏度一致

Schenck是采用机加工精度保证统一刚度

与磁电传感器灵敏度技术指标固定的模式来保证---k1=k2 =k
  也可以软件保证

软件责令      

 

 

系数包含半径参数

       r是转子半径

    e是传感器输出,g是加到传感器上的单位力。

角频率   
   

因此,在计算机内部完全可以计算出

国外公司的电测技术是软件插值办法来解决通道移相。

信号通道采用3次积分解决幅频特性问题,同时完成前置低通滤波。

电脑内部软件解决---插值相位滞后。

这样即可完美解决幅频关系,与相频关系。解决了永久标定问题。

 

电测系统的新技术

 

  现在32位cpu是主导产品,由于运算速度的提高,内存与缓存加大,给复杂的计算提供了充裕的环境余量。

  HP15与HP16主信号处理开始采用32位cpu。平衡机是用于试验检测的仪器

 

  HP-15硬支承平衡机计算机电测仪是一个平衡机专用电脑:高可靠工业计算机芯片电路,220vac电源工作,强抗干扰,适应不稳定电源工况,对于不稳定转速也可以测量。它是硬件处理模拟信号最少的电路结构。两路模拟信号采用同步采样模式。它的脉冲电路硬件只有一级输入缓冲电路。软件矢量解算测量数据,图形与数字显示。全面4位数字显示输入参数、静平衡量显示、传感器输出显示、可设定参数的数据稳定功能。应用最新的计算机技术,高速动态采样,全面的矢量解算方式,全新的硬件结构方式。

 

经一次工厂校准,符合下列技术要求:

平衡机所有信号均可计算:电测箱幅频特性满足以下技术要求

显示值变化小于技术要求

软支承转速传感器信号的幅频特性为角频率ω的一次方,V=K1*ω

硬支承压电传感器信号的幅频特性为角频率ω的二次方,V=K2*ω2

硬支承转速传感器信号的幅频特性为角频率ω的三次方,V=K3*ω3

电测箱的相频特性满足以下要求:机器工作速度范围内,电测箱测量不平衡幅值变化小于技术要求,显示角度变化小于要求

它可以确保平衡机在不同速度下显示相同的不平衡量(量值和角度),无需校准。

  用最新的32位Cpu工业计算机芯片,高速动态正弦、余弦的相关函数采样滤波,可设置参数的数字优化的动态 平均值滤波。

  采用交流采样,理论上避免零点干扰。

  基准信号采用计算机直接进行时域数值高速相位计算处理模式,所以超出了锁相环电路对转速范围的限制,可以完全覆盖机械运转可存在的转速范围。

  解算模式灵活,用户可以自行数据标定,也可以恢复出厂标定。

  试验结果报告单采用sd卡或tf卡储存方式。1000份报告记录,以及报表记录。 可以灵活移动到pc机上进行直接报告打印,不用重新变换格式,文件格式编辑与否都可。由于采用txt文件输出,在手机上也可以看到报告内容。

 

  lqx0+=(double)y0[q0]*sin(3.1415926*q0*2/BEI_PIN);
  lqy0+=(double)y0[q0]*cos(3.1415926*q0*2/BEI_PIN);

  lqx1+=(double)y1[q0]*sin(3.1415926*q0*2/BEI_PIN);
  lqy1+=(double)y1[q0]*cos(3.1415926*q0*2/BEI_PIN);


  lqx2+=(double)y2[q0]*sin(3.1415926*q0*2/BEI_PIN);
  lqy2+=(double)y2[q0]*cos(3.1415926*q0*2/BEI_PIN);

  lqx3+=(double)y3[q0]*sin(3.1415926*q0*2/BEI_PIN);
  lqy3+=(double)y3[q0]*cos(3.1415926*q0*2/BEI_PIN);

 

 

 

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