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隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)越來越成熟,做平衡機(jī)的企業(yè)也開始越來越多。由原來平衡機(jī)基本靠進(jìn)口相比,現(xiàn)在的平衡機(jī)企業(yè)數(shù)量已經(jīng)是遍布全國(guó)了。雖然技術(shù)趨于成熟,但在關(guān)鍵的自動(dòng)化領(lǐng)域還是有不足。目前國(guó)內(nèi)做自動(dòng)平衡機(jī)的企業(yè)幾乎沒有,國(guó)內(nèi)做的基本上是半自動(dòng)的平衡機(jī),即通過機(jī)器檢測(cè)工件不平衡的位置再由人工去處理。

平衡機(jī)是用于測(cè)定轉(zhuǎn)子不平衡的儀器,是測(cè)量結(jié)果對(duì)轉(zhuǎn)子的不平衡量進(jìn)行校正,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)或作用于軸承上的振動(dòng)減少到允許的范圍內(nèi),以達(dá)到減少振動(dòng)、改善性能和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。平衡機(jī)任何轉(zhuǎn)子在圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)時(shí),由于相對(duì)于軸線的質(zhì)量分布不均勻而產(chǎn)生離心力。這種不平衡離心力作用在轉(zhuǎn)子軸承上會(huì)引起振動(dòng),產(chǎn)生噪聲和加速軸承磨損,以致嚴(yán)重影響產(chǎn)品的性能和壽命。電機(jī)轉(zhuǎn)子、機(jī)床主軸、內(nèi)燃機(jī)曲軸、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、陀螺轉(zhuǎn)子和鐘表擺輪等旋轉(zhuǎn)零部件在制造過程中,都需要經(jīng)過平衡才能平穩(wěn)正常地運(yùn)轉(zhuǎn)。

根據(jù)平衡機(jī)測(cè)出的數(shù)據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)子的不平衡量進(jìn)行校正,可改善轉(zhuǎn)子相對(duì)于軸線的質(zhì)量分布,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)或作用于軸承上的振動(dòng)力減少到允許的范圍之內(nèi)。因此,平衡機(jī)是減小振動(dòng)、改善性能和提高質(zhì)量的必不可少的設(shè)備。

通常,轉(zhuǎn)子的平衡包括不平衡量的測(cè)量和校正兩個(gè)步驟,平衡機(jī)主要用于不平衡量的測(cè)量,而不平衡量的校正則往往借助于鉆床、銑床和點(diǎn)焊機(jī)等其他輔助設(shè)備,或用手工方法完成。有些平衡機(jī)已將校正裝置做成為平衡機(jī)的一個(gè)部分。

重力式平衡機(jī)和離心力式平衡機(jī)是兩類典型的平衡機(jī)。重力式平衡機(jī)一般稱為靜平衡機(jī)。它是依賴轉(zhuǎn)子自身的重力作用來測(cè)量靜不平衡的。

置于兩根水平導(dǎo)軌上的轉(zhuǎn)子如有不平衡量,則它對(duì)軸線的重力矩使轉(zhuǎn)子在導(dǎo)軌上滾動(dòng),直至這個(gè)不平衡量處于最低位置時(shí)才靜止。

被平衡的轉(zhuǎn)子放在用靜壓軸承支承的支座上,在支座的下面嵌裝一片反射鏡。當(dāng)轉(zhuǎn)子不存在不平衡量時(shí),由光源射出的光束經(jīng)此反射鏡反射后,投射在不平衡量指示器的極坐標(biāo)原點(diǎn)。如果轉(zhuǎn)子存在不平衡量,則轉(zhuǎn)子支座在不平衡量的重力矩作用下發(fā)生傾斜,支座下的反射鏡也隨之傾斜并使反射出的光束偏轉(zhuǎn),這樣光束投在極坐標(biāo)指示器上的光點(diǎn)便離開原點(diǎn)。根據(jù)這個(gè)光點(diǎn)偏轉(zhuǎn)的坐標(biāo)位置,可以得到不平衡量的大小和位置。

重力式平衡機(jī)僅適用于某些平衡要求不高的盤狀零件。對(duì)于平衡要求高的轉(zhuǎn)子,一般采用離心式單面或雙面平衡機(jī)。

離心式平衡機(jī)是在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下,根據(jù)轉(zhuǎn)子不平衡引起的支承振動(dòng),或作用于支承的振動(dòng)力來測(cè)量不平衡。其按校正平面數(shù)量的不同,可分為單面平衡機(jī)和雙面平衡機(jī)。單面平衡機(jī)只能測(cè)量一個(gè)平面上的不平衡(靜不平衡),它雖然是在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行測(cè)量,但仍屬于靜平衡機(jī)。雙面平衡機(jī)能測(cè)量動(dòng)不平衡,也能分別測(cè)量靜不平衡和偶不平衡,一般稱為動(dòng)平衡機(jī)。

離心力式平衡機(jī)按支承特性不同,又可分為軟支承平衡機(jī)和硬支承平衡機(jī)。平衡轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)子一支承系統(tǒng)固有頻率的稱為軟支承平衡機(jī)。這種平衡機(jī)的支承剛度小,傳感器檢測(cè)出的信號(hào)與支承的振動(dòng)位移成正比。平衡轉(zhuǎn)速低於轉(zhuǎn)子一支承系統(tǒng)固有頻率的稱為硬支承平衡機(jī),這種平衡機(jī)的支承剛度大,傳感器檢測(cè)出的信號(hào)與支承的振動(dòng)力成正比。

平衡機(jī)的主要性能用最小可達(dá)剩余不平衡量,和不平衡量減少率兩項(xiàng)綜合指標(biāo)表示。前者是平衡機(jī)能使轉(zhuǎn)子達(dá)到的剩余不平衡量的最小值,它是衡量平衡機(jī)最高平衡能力的指標(biāo)；后者是經(jīng)過一次校正后所減少的不平衡量與初始不平衡量之比,它是衡量平衡效率的指標(biāo),一般用百分?jǐn)?shù)表示。

在現(xiàn)代機(jī)械中,由于撓性轉(zhuǎn)子的廣泛應(yīng)用,人們研制出了撓性轉(zhuǎn)子平衡機(jī)。這類平衡機(jī)必須在轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速；除能測(cè)量支承的振動(dòng)或振動(dòng)力外,還能測(cè)量轉(zhuǎn)子的撓曲變形。撓性轉(zhuǎn)子平衡機(jī)有時(shí)安裝在真空防護(hù)室內(nèi),以適合汽輪機(jī)之類轉(zhuǎn)子的平衡,它配備有抽真空系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、潤(rùn)滑油除氣系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等龐大的輔助設(shè)備。

根據(jù)大批量生產(chǎn)的需要,對(duì)特定的轉(zhuǎn)子能自動(dòng)完成平衡測(cè)量和平衡校正的自動(dòng)平衡機(jī),以及平衡自動(dòng)線,現(xiàn)代已大量的裝備在汽車制造、電機(jī)制造等工業(yè)部門。

平衡機(jī)發(fā)展迄今已經(jīng)有一百多年的歷史。1866年,德國(guó)西門子公司發(fā)明了發(fā)電機(jī)。4年后,加拿大人Henry Martinson申請(qǐng)了平衡技術(shù)的專利 ,拉開了平衡校正產(chǎn)業(yè)的序幕。1907年,Franz Lawaczek博士把改良的平衡技術(shù)提供給了Carl Schenck先生,后者在1915年制作了第一臺(tái)雙面平衡機(jī)。直到上世紀(jì)末40年代,所有的平衡工序都是在采用純機(jī)械的平衡設(shè)備上進(jìn)行的。轉(zhuǎn)子的平衡轉(zhuǎn)速通常取振動(dòng)系統(tǒng)的共振轉(zhuǎn)速,以使振幅最大。在這種方式下測(cè)量轉(zhuǎn)子平衡,測(cè)量誤差較大,也不安全。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展和剛性轉(zhuǎn)子平衡理論的普及,五十年代后大部分平衡設(shè)備都采用了電子測(cè)量技術(shù)。平面分離電路技術(shù)的平衡機(jī)有效的消除了平衡工件左右面的相互影響。電測(cè)系統(tǒng)從無到有經(jīng)歷了閃光式,瓦特計(jì)式,數(shù)字式,微機(jī)式等階段,最后出現(xiàn)了自動(dòng)平衡機(jī)

隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展,需要進(jìn)行平衡的零件越來越多,批量亦越大。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,改善勞動(dòng)條件,各工業(yè)國(guó)家早在二十世紀(jì)五十年代就對(duì)平衡自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了研究,并相繼制造出了半自動(dòng)平衡機(jī)和動(dòng)平衡自動(dòng)線。我國(guó)在五十年代末期由于生產(chǎn)發(fā)展的需要,也開始對(duì)此逐步加以研究。進(jìn)行了曲軸全自動(dòng)平衡機(jī)的研制,并做出了試驗(yàn)樣機(jī),邁出了我國(guó)動(dòng)平衡自動(dòng)化技術(shù)研究的第一步。六十年代后期,又開始研制我國(guó)第一條數(shù)控六缸曲軸動(dòng)平衡自動(dòng)線,并于一九七零年試制成功。平衡試驗(yàn)機(jī)的微處理機(jī)控制技術(shù)是目前世界動(dòng)平衡技術(shù)發(fā)展的方向之一。

靜平衡機(jī)和動(dòng)平衡機(jī)

重力式平衡機(jī)和離心力式平衡機(jī)是兩類典型的平衡機(jī)。重力式平衡機(jī)一般稱為靜平衡機(jī)。它是依賴轉(zhuǎn)子自身的重力作用來測(cè)量靜不平衡的。

重力式平衡機(jī)僅適用于某些平衡要求不高的盤狀零件。對(duì)于平衡要求高的轉(zhuǎn)子,一般采用離心式單面或雙面平衡機(jī)。

離心式平衡機(jī)是在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下,根據(jù)轉(zhuǎn)子不平衡引起的支承振動(dòng),或作用于支承的振動(dòng)力來測(cè)量不平衡。其按校正平面數(shù)量的不同,可分為單面平衡機(jī)和雙面平衡機(jī)。單面平衡機(jī)只能測(cè)量一個(gè)平面上的不平衡(靜不平衡),它雖然是在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行測(cè)量,但仍屬于靜平衡機(jī)。雙面平衡機(jī)能測(cè)量動(dòng)不平衡,也能分別測(cè)量靜不平衡和偶不平衡,一般稱為動(dòng)平衡機(jī)。

軟支承動(dòng)平衡機(jī)和硬支承動(dòng)平衡機(jī)

離心力式平衡機(jī)按支承特性不同,又可分為軟支承動(dòng)平衡機(jī)和硬支承動(dòng)平衡機(jī)。

平衡轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)子一支承系統(tǒng)固有頻率的稱為軟支承動(dòng)平衡機(jī)。這種平衡機(jī)的支承剛度小,傳感器檢測(cè)出的信號(hào)與支承的振動(dòng)位移成正比。具有受外界振動(dòng)信號(hào)影響小、測(cè)量精度高、適用于大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。

平衡轉(zhuǎn)速低於轉(zhuǎn)子一支承系統(tǒng)固有頻率的稱為硬支承動(dòng)平衡機(jī),這種平衡機(jī)的支承剛度大,傳感器檢測(cè)出的信號(hào)與支承的振動(dòng)力成正比。具有可在低轉(zhuǎn)速下平衡,操作簡(jiǎn)單方便、安全性能好的特點(diǎn)。

20世紀(jì)70年代以前的動(dòng)平衡機(jī)都是軟支承,70年代出現(xiàn)的硬支承動(dòng)平衡機(jī)可以說是動(dòng)平衡機(jī)發(fā)展史上的一次飛躍,它使傳統(tǒng)的軟支承動(dòng)平衡機(jī)的動(dòng)態(tài)調(diào)整代之以靜態(tài)下的尺寸設(shè)定,從而形成永久標(biāo)定的動(dòng)平衡機(jī)。所謂永久標(biāo)定,就是新機(jī)器校正一次后,不慣換什么尺寸大小的轉(zhuǎn)子,都不需要再校正了。軟支承則換一種型號(hào)就要重新校正。

平衡機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子的傳動(dòng)方式有圈帶拖動(dòng),聯(lián)軸節(jié)拖動(dòng)和自驅(qū)動(dòng)。圈帶拖動(dòng)是利用橡膠環(huán)形帶或絲織環(huán)形帶,由電機(jī)皮帶輪拖動(dòng)轉(zhuǎn)子,因此圈帶拖動(dòng)要求轉(zhuǎn)子表面必須有光滑的圓柱表面,圈帶拖動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是不影響轉(zhuǎn)子的不平衡量,平衡精度高。聯(lián)軸節(jié)拖動(dòng)是利用萬向節(jié)將平衡機(jī)主軸與轉(zhuǎn)子相聯(lián)接。聯(lián)軸節(jié)拖動(dòng)的特點(diǎn)是適合外表不規(guī)則的轉(zhuǎn)子,可以傳遞較大的扭矩,適合拖動(dòng)風(fēng)機(jī)等風(fēng)阻較大的轉(zhuǎn)子,聯(lián)軸節(jié)拖動(dòng)的缺點(diǎn)是聯(lián)軸節(jié)本身的不平衡量會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生影響（因此聯(lián)軸節(jié)在使用前要對(duì)其進(jìn)行平衡）,也會(huì)引進(jìn)干擾影響平衡的精度,此外還要做大量的連接盤以適應(yīng)不同型號(hào)的轉(zhuǎn)子。自驅(qū)動(dòng)是利用轉(zhuǎn)子自身的動(dòng)力旋轉(zhuǎn)。自驅(qū)動(dòng)是對(duì)平衡精度影響最小的拖動(dòng)方式,平衡精度可達(dá)最高,但只有結(jié)構(gòu)允許的特殊轉(zhuǎn)子才能使用這種拖動(dòng)方式。

根據(jù)平衡機(jī)測(cè)出的數(shù)據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)子的不平衡量進(jìn)行校正,可改善轉(zhuǎn)子相對(duì)于軸線的質(zhì)量分布,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)或作用于軸承上的振動(dòng)力減少到允許的范圍之內(nèi)。因此,平衡機(jī)是減小振動(dòng)、改善性能和提高質(zhì)量的必不可少的設(shè)備。

通常,轉(zhuǎn)子的平衡包括不平衡量的測(cè)量和校正兩個(gè)步驟,平衡機(jī)主要用于不平衡量的測(cè)量,而不平衡量的校正則往往借助于鉆床、銑床和點(diǎn)焊機(jī)等其他輔助設(shè)備,或用手工方法完成。有些平衡機(jī)已將校正裝置做成為平衡機(jī)的一個(gè)部分。

重力式平衡機(jī)和離心力式平衡機(jī)是兩類典型的平衡機(jī)。重力式平衡機(jī)一般稱為靜平衡機(jī)。它是依賴轉(zhuǎn)子自身的重力作用來測(cè)量靜不平衡的。

被平衡的轉(zhuǎn)子放在用靜壓軸承支承的支座上,在支座的下面嵌裝一片反射鏡。當(dāng)轉(zhuǎn)子不存在不平衡量時(shí),由光源射出的光束經(jīng)此反射鏡反射后,投射在不平衡量指示器的極坐標(biāo)原點(diǎn)。如果轉(zhuǎn)子存在不平衡量,則轉(zhuǎn)子支座在不平衡量的重力矩作用下發(fā)生傾斜,支座下的反射鏡也隨之傾斜并使反射出的光束偏轉(zhuǎn),這樣光束投在極坐標(biāo)指示器上的光點(diǎn)便離開原點(diǎn)。根據(jù)這個(gè)光點(diǎn)偏轉(zhuǎn)的坐標(biāo)位置,可以得到不平衡量的大小和位置。

重力式平衡機(jī)僅適用于某些平衡要求不高的盤狀零件。對(duì)于平衡要求高的轉(zhuǎn)子,一般采用離心式單面或雙面平衡機(jī)。

離心式平衡機(jī)是在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下,根據(jù)轉(zhuǎn)子不平衡引起的支承振動(dòng),或作用于支承的振動(dòng)力來測(cè)量不平衡。其按校正平面數(shù)量的不同,可分為單面平衡機(jī)和雙面平衡機(jī)。單面平衡機(jī)只能測(cè)量一個(gè)平面上的不平衡（靜不平衡）,它雖然是在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行測(cè)量,但仍屬于靜平衡機(jī)。雙面平衡機(jī)能測(cè)量動(dòng)不平衡,也能分別測(cè)量靜不平衡和偶不平衡,一般稱為動(dòng)平衡機(jī)。

離心力式平衡機(jī)按支承特性不同,又可分為軟支承平衡機(jī)和硬支承平衡機(jī)。平衡轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)子一支承系統(tǒng)固有頻率的稱為軟支承平衡機(jī)。這種平衡機(jī)的支承剛度小,傳感器檢測(cè)出的信號(hào)與支承的振動(dòng)位移成正比。平衡轉(zhuǎn)速低於轉(zhuǎn)子一支承系統(tǒng)固有頻率的稱為硬支承平衡機(jī),這種平衡機(jī)的支承剛度大,傳感器檢測(cè)出的信號(hào)與支承的振動(dòng)力成正比。

根據(jù)大批量生產(chǎn)的需要,對(duì)特定的轉(zhuǎn)子能自動(dòng)完成平衡測(cè)量和平衡校正的自動(dòng)平衡機(jī),以及平衡自動(dòng)線,現(xiàn)代已大量的裝備在汽車制造、電機(jī)制造等工業(yè)部門。

一個(gè)不平衡的轉(zhuǎn)子在其旋轉(zhuǎn)過程中對(duì)其支承結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生一個(gè)壓力,并導(dǎo)致振動(dòng)。因此,對(duì)轉(zhuǎn)子的平衡是十分必須的。平衡機(jī)就是對(duì)轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行動(dòng)平衡校驗(yàn),動(dòng)平衡的作用是：

1、提高轉(zhuǎn)子及其構(gòu)成的產(chǎn)品質(zhì)量

2、減小噪聲

3、減小振動(dòng)

4、延長(zhǎng)支承部件（軸承）的使用壽命

5、降低使用者的不舒適感,降低產(chǎn)品的消耗。

平衡機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子的傳動(dòng)方式有圈帶拖動(dòng),聯(lián)軸節(jié)拖動(dòng)和自驅(qū)動(dòng)。

1、圈帶拖動(dòng)：是利用橡膠環(huán)形帶或絲織環(huán)形帶,由電機(jī)皮帶輪拖動(dòng)轉(zhuǎn)子,因此圈帶拖動(dòng)要求轉(zhuǎn)子表面必須有光滑的圓柱表面,圈帶拖動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是不影響轉(zhuǎn)子的不平衡量,平衡精度高。

2、聯(lián)軸節(jié)拖動(dòng)：是利用萬向節(jié)將平衡機(jī)主軸與轉(zhuǎn)子相聯(lián)接。聯(lián)軸節(jié)拖動(dòng)的特點(diǎn)是 適合外表不規(guī)則的轉(zhuǎn)子,可以傳遞較大的扭矩,適合拖動(dòng)風(fēng)機(jī)等風(fēng)阻較大的轉(zhuǎn)子,聯(lián)軸節(jié)拖動(dòng)的缺點(diǎn)是聯(lián)軸節(jié)本身的不平衡量會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生影響（因此聯(lián)軸節(jié)在使 用前要對(duì)其進(jìn)行平衡）,也會(huì)引進(jìn)干擾影響平衡的精度,此外還要做大量的連接 盤以適應(yīng)不同型號(hào)的轉(zhuǎn)子。

3、自驅(qū)動(dòng)：是利用轉(zhuǎn)子自身的動(dòng)力旋轉(zhuǎn)。自驅(qū)動(dòng)是對(duì)平衡精度影響最小的拖動(dòng)方式,平衡精度可達(dá)最高,但只有結(jié)構(gòu)允許的特殊轉(zhuǎn)子才能使用這種拖動(dòng)方式。

平衡機(jī)的主要性能用最小可達(dá)剩余不平衡量Minimun achieveable residual unbalance(MARU)(gmm/kg)和不平衡量減少率Unbalance reduction ratio(URR)(%)兩項(xiàng)綜合指標(biāo)表示。

平衡機(jī)專用變頻器特點(diǎn)：

低頻轉(zhuǎn)矩輸出180% ,低頻運(yùn)行特性良好

輸出頻率最大600Hz,可控制高速電機(jī)

全方位的偵測(cè)保護(hù)功能(過壓、欠壓、過載)瞬間停電再起動(dòng)

加速、減速、動(dòng)轉(zhuǎn)中失速防止等保護(hù)功能

電機(jī)動(dòng)態(tài)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別功能,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性

高速停機(jī)時(shí)響應(yīng)快

豐富靈活的輸入、輸出接口和控制方式,通用性強(qiáng)

采用SMT全貼裝生產(chǎn)及三防漆處理工藝,產(chǎn)品穩(wěn)定度高

全系列采用最新西門子igbt功率器件,確保品質(zhì)的高質(zhì)量

平衡精度等級(jí)的合理選用：

不平衡量的簡(jiǎn)化計(jì)算公式：

M ————- 轉(zhuǎn)子質(zhì)量 單位(kg)

G ——————精度等級(jí)選用 單位 (g.mm/kg)

r —————— 校正半徑 單位(mm)

n ——————工件的工作轉(zhuǎn)速 單位(rpm)

m——————不平衡合格量 單位(g)