张家口宣化北伦平衡机制造有限公司

Xuanhua Beilun Balancing Machinery Co Ltd

 

如何提出合理的平衡精度

 

    随着现代工业的发展,旋转机械的精密化和高速化,使得消除机器振动的问题日趋重要。对于旋转机械(如电动机、鼓风机、柴油机、汽车、飞机)而言,其旋转零部件(以下按平衡机行业习惯,统称为转子)的振动将直接影响到机器的效率、寿命和人身安全。而动不平衡正是旋转机械产生振动的主要原因之一。因此,为了有效地解决机器振动问题,对旋转体(以下简称转子)进行动平衡校测是必不可少的工艺措施之一。

平衡机在近年来迅速普及、用途范围越来越广。其主要功能为:检测并显示转子不平衡量的大小及位置,以指导操作者将不平衡量尽量去除,以使转子达到平衡精度要求。

转子的不平衡问题,简单地说,就是由于转子的重心偏离了转子的旋转几何中心线。转子旋转时由此产生的离心力随转子一起旋转,从而激发转子及转子的安装基础(如:轴承座、机座、机箱、车身等)产生振动。所以,也可以说:平衡机的主要功能就是检测转子重心对转子几何中心线的偏移量。

任何一种仪器仪表产品都会有其精度极限,平衡机也不例外。

目前,国产的大多数平衡机,其测量精度都在微米级,而国内的普通机加工最高水平大都停留在十倍微米(丝、道)级上,就是说平衡机的测量精度远高于普通机加工能达到的精度。

下面列出我公司生产的卧式硬支承系列动平衡机的精度及对应转子的普通机加工最高精度:

平衡机最大承重(公斤)

3.5—16

50—2000

3000—20000

平衡机极限精度(微米)

0.3—0.5

0.5—1

2

转子机加工精度(微米)

3—10

5—20

20或更大

 

由上可知,没有必要将每一个转子都平衡至平衡机的极限精度。

针对不同转子,如何合理地选择最佳平衡精度呢?

平衡机的测量系统,能够准确地测量出微小的不平衡量。而此精度通常总是远远高于用户的平衡精度要求。

在确定转子的平衡精度时,除了特殊实验,没有必要将每个转子都平衡至极限精度。

根据不同类型的机械的特性和实践经验,下表列出国际标准化组织颁布的 “典型刚性转子的平衡精度等级”。

 

精度

等级

G

(毫米/秒)

转子类型举例

G630

630

刚性安装的船用柴油机的曲轴驱动件;刚性安装的大型四冲程发动机的曲轴驱动件。

G250

250

刚性安装的高速四缸柴油机的曲轴驱动件。

G100

100

六缸和多缸柴油机的曲轴驱动件。汽车、货车和机车用的(汽油、柴油)发动机整机。

G40

40

汽车车轮、箍轮、车轮整体;汽车、货车和机车用的发动机的曲轴驱动件。

G16

16

粉碎机、农业机械的零件;汽车、货车和机车用的(汽油、柴油)发动机个别零件。

G6.3

6.3

海轮(商船)主蜗轮机的齿轮;离心分离机、泵的叶轮;风扇;航空燃气涡轮机的转子部件;飞轮;机床的一般零件;普通电机转子;特殊要求的发动机的个别零件。

G2.5

2.5

燃气和蒸气涡轮,包括海轮(商船)主涡轮刚性涡轮发电机转子;透平增压器:机床驱动件;特殊要求的中型和大型电机转子;小电机转子;涡轮泵。

G1

1

磁带录音机及电唱机驱动件;磨床驱动件;特殊要求的小型电枢。

G0.4

0.4

精密磨床的主轴、磨轮及电枢、回转仪。

 

注:当转子的平衡精度要求高于G2.5时,必须以自驱或非常接近实际工作状态的驱动、支承方式进行平衡,才有可能得到较好的平衡效果。

用户可按上表,根据自己转子的具体情况,合理地选择平衡精度。

比如:一般鼓风机、通风机、水泵等产品的转子可选G6.3级。以此类推。

选择好合适的平衡精度后,应将这个指标(如G6.3级)具体折算为可操作的一个指标(如:在某半径处小于多少克)。

下面为用户详细介绍计算方法。

平衡精度换算方法

假设转子重量为W;

转子实际工作转速为n,

即实际工作旋转角速度ω=2╳π╳n/60  或     ω≈n/10;

如果转子平衡精度选择6.3级,即eω=6.3毫米/秒

那麽,转子允许重心偏移e ≈6.3╳10000/n(微米)

由公式e╳W=m╳r推导出:

在转子指定配重面指定半径的最大允许不平衡量m=e╳W/ r

以上式中:

e —转子校正平面的重心偏移(微米μm),

或称比不平衡量(g.mm/kg)

m—转子校正平面上r半径处的不平衡质量,克(g)

r —不平衡质量m所在处的半径,毫米(mm)

W —转子质量,公斤(kg)

操作者只要将转子平衡至指标m以内,即可认为转子已经达到平衡精度要求。

简化公式:允许的残余不平衡质量(克)=9549╳转子总质量(公斤)╳平衡等级(G……)/{实际工作转速(转/分)╳效正半径(毫米)}。

 

如,某电机转子:

总质量=50(公斤)

平衡等级选G6.3级

实际工作转速为4极电机=1450(转/分)

效正半径=130(毫米)

那么,允许的残余不平衡质量=9549╳50╳6.3/(1450╳130)=15.96(克)

 

有关图面标注问题:

目前还没有一个统一的标注标准。一般情况可标注为:动平衡精度为:XXX克.毫米(g.mm)或XXX克.厘米(g.cm)。

也有的图纸标注为:G2.5——1000转/分,但应同时在图纸上提供转子的总质量。

最方便操作者执行的标注方法是:指定转子的去重位置后标注其相应的允许残余不平衡质量。

如:“在XXX端面的R200毫米半径上残余不平衡质量小于5克”。

 

 

张家口宣化北伦平衡机制造有限公司

地 址: 河北省宣化区东门外万丰路

邮政编码: 075100

联系电话: 0313-3112400 3175800

传真:0313- 3175900

互联网站: http://www.beilun.com.cn

 

 冀ICP备05002859号