主轴动平衡的方法与应用

1前言

机床高速化的应用和发展,要求主轴转速提高。但机床主轴组零件在制造过程中,不可避免会因材质不均匀、形状不对称、加工装配误差而导致重心偏离旋转中心,使机床产生振动和振动力,引起机床噪声、轴承发热等。随着转速升高,不平衡引起的振动越加激烈。

由于机床主轴组件转动时产生的变形很小,为了简化计算,故视其作为刚性转子的平衡方法来处理。将转子视作绝对刚体,且假定工作时,不平衡离心力作用下的转轴不会发生显著变形。为此在这些条件下刚性转子的许多复杂不平衡状态,可简化为力系不平衡来处理,即可在任意选定的两个平面上增加或减去两个等效于Ud1,和Ud2的动平衡力使其平衡。

刚性转子动平衡一般为低速动平衡,一般选用第一临界转速的1/3以下。

2相关术语

不平衡:由于离心力的作用而在轴承上产生振动或运动原因的转子质量分布状态。

残留不平衡U:平衡处理后留下来的不平衡。

相对不平衡e:不平衡除以转子质量得到的值,它等于离心力对于轴中心的位移。

平衡程度G:是相对不平衡与指定角速度的乘积。

平衡处理:为使作用在轴承上的与旋转速度同步的振动和力处在指定限定以内,而对转子质量分布进行调整的作业。

满键:是对具有键槽的旋转轴和配合部件,进行最终装配时用的键或者等同的键。

半键:是对具有键槽的旋转轴或者配合零件,各自单独进行动平衡处理时使用的键。这种不平衡与最终组装时用的键(埋在旋转轴或配合部件的键槽中的不平衡)相当。

3刚性转子不平衡且的表达和精度要求

1) 转子平街程度G

也称偏心速度,它不仅表示了转子不平衡程度,而且还表示了转子质量偏心距与工作转速间的关系。

2) 平衡程度的等级

我国采纳了IS01940-1986刚性转子平衡质量要求标准,标准将平衡程度分为11个等级(见下表)。

单位mm/s 平衡程度等级 G0.4 G1 G2.5 G6.3 G16 G40 G100 G250 G630 G1600 G4000 平衡程度上限值 0.4 1 2.5 6.3 16 40 100 250 630 1600 4000

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