第一節(jié) 自動(dòng)化高速動(dòng)平衡機(jī)概述
一、轉(zhuǎn)子靜平衡與動(dòng)平衡
常用機(jī)械中包含著大量的作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零部件，例如各種傳動(dòng)軸、主軸、電動(dòng)機(jī)和汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子等，統(tǒng)稱為回轉(zhuǎn)體。在理想的情況下回轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)與不旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)軸承產(chǎn)生的壓力是一樣的，這樣的回轉(zhuǎn)體是平衡的回轉(zhuǎn)體。但工程中的各種回轉(zhuǎn)體，由于材質(zhì)不均勻或毛坯缺陷、加工及裝配中產(chǎn)生的誤差，甚至設(shè)計(jì)時(shí)就具有非對(duì)稱的幾何形狀等多種因素，使得回轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)時(shí)，其上每個(gè)微小質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的離心慣性力不能相互抵消，離心慣性力通過軸承作用到機(jī)械及其基礎(chǔ)上，引起振動(dòng)，產(chǎn)生了噪音，加速軸承磨損，縮短了機(jī)械壽命，嚴(yán)重時(shí)能造成破壞性事故。為此，必須對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡，使其達(dá)到允許的平衡精度等級(jí)，或使因此產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)幅度降在允許的范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡和靜平衡的區(qū)別：
1、靜平衡
在轉(zhuǎn)子一個(gè)校正面上進(jìn)行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保證轉(zhuǎn)子在靜態(tài)時(shí)是在許用不平衡量的規(guī)定范圍內(nèi)，為靜平衡又稱單面平衡。
2、動(dòng)平衡
在轉(zhuǎn)子兩個(gè)校正面上同時(shí)進(jìn)行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保證轉(zhuǎn)子在動(dòng)態(tài)時(shí)是在許用不平衡量的規(guī)定范圍內(nèi)，為動(dòng)平衡又稱雙面平衡。
二、動(dòng)平衡機(jī)
動(dòng)平衡機(jī)是用于測定轉(zhuǎn)子不平衡的機(jī)器，按其測量結(jié)果進(jìn)行校正，以改善被平衡轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布，使轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)或作用于軸承的力度減小到規(guī)定范圍內(nèi)。平衡機(jī)的主要功能是測量，有時(shí)還附有校正裝置，以提高平衡效率。
三、自動(dòng)化高速動(dòng)平衡機(jī)
隨著高速旋轉(zhuǎn)物體的出現(xiàn)以及現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、自動(dòng)化程度的進(jìn)一步提高，生產(chǎn)系統(tǒng)中各設(shè)備的聯(lián)系越來越緊密。自動(dòng)化高速動(dòng)平衡機(jī)是以計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為核心，采用先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，適用于大批量、高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的平衡校對(duì)。
第二節(jié) 自動(dòng)化高速動(dòng)平衡機(jī)產(chǎn)品系統(tǒng)組成及體系結(jié)構(gòu)
一、平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)與功能
平衡機(jī)分為機(jī)械部分、電控部分和電測部分三部分，三個(gè)部分各司其職、協(xié)調(diào)工作、缺一不可。
機(jī)械部分又稱機(jī)械橋架，以通用臥式動(dòng)平衡為例，平衡機(jī)下部的床身是放置平衡機(jī)各部件和穩(wěn)固設(shè)備的基礎(chǔ)，由左右兩個(gè)擺架通過滾輪或Ｖ型架支撐轉(zhuǎn)子，提供轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的條件。通過皮帶或聯(lián)軸器拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，按裝在兩擺架上的傳感器將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳遞給電測部分，機(jī)械部分還包括軸向止動(dòng)架和安全架（罩）等輔助部件。
電控部分是控制拖動(dòng)電機(jī)的啟動(dòng)和停止及調(diào)速的部件，也叫電控箱（柜）。電控部分分為直流控制和交流控制兩種，其中交流控制又分為雙速交流控制和變頻交流控制。有的平衡機(jī)的電控部分和機(jī)械部分合為一體。
電氣測量系統(tǒng)的主要功能是處理由傳感器來的電信號(hào)，顯示出轉(zhuǎn)子不平衡量所處的位置和大小。它是平衡機(jī)中的關(guān)鍵部件，其好壞直接影響平衡機(jī)的性能。
二、兩工位全自動(dòng)平衡機(jī)系統(tǒng)組成及體系結(jié)構(gòu)
兩工位全自動(dòng)動(dòng)平衡機(jī)由動(dòng)平衡測量、去重兩個(gè)工位與機(jī)械手傳送裝置及控制系統(tǒng)等組成。
其工作過程為：測量、去重兩工位并行處理，測量工位任務(wù)完成的轉(zhuǎn)子傳送給去重工位進(jìn)行去重，同時(shí)去重工位任務(wù)完成的轉(zhuǎn)子傳送給測量工位進(jìn)行檢測，兩工位相互間轉(zhuǎn)子的傳送由機(jī)械手傳送裝置負(fù)責(zé)。符合平衡要求，則取下，換入新轉(zhuǎn)子；否則再由機(jī)械手傳送到去重工位進(jìn)行二次去重；若還不滿足要求，即判廢，換入新轉(zhuǎn)子，如此循環(huán)進(jìn)行。
系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖所示，由兩工位全自動(dòng)動(dòng)平衡機(jī)本體、基于PCI總線的測控系統(tǒng)、上位機(jī)3部分組成。
第三節(jié) 自動(dòng)化高速動(dòng)平衡機(jī)特點(diǎn)
自動(dòng)化高速動(dòng)平衡機(jī)的主要特點(diǎn)為：
具有可靠性高、效率高、穩(wěn)定性好、操作簡單等特點(diǎn)。是提升產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)形象的理想裝備。
自動(dòng)化高速動(dòng)平衡機(jī)的作用：
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)子的動(dòng)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：
提高轉(zhuǎn)子及其構(gòu)成的產(chǎn)品質(zhì)量
減小噪聲；
減小振動(dòng)；
提高支承部件（軸承）的試用壽命；
降低使用者的不舒適感；
降低產(chǎn)品的功耗。
第四節(jié) 自動(dòng)化高速動(dòng)平衡機(jī)應(yīng)用
目前，根據(jù)大批量生產(chǎn)的需要，對(duì)特定的轉(zhuǎn)子能自動(dòng)完成平衡測量和平衡校正的自動(dòng)化高速動(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、航天航空、農(nóng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、輕紡家電、鐵路等 行業(yè) 。
第五節(jié) 自動(dòng)化高速動(dòng)平衡機(jī)技術(shù)指標(biāo)
平衡精度等級(jí)：
考慮到技術(shù)的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)上的合理性，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)于1940年制定了世界公認(rèn)的ISO1940平衡等級(jí)，它將轉(zhuǎn)子平衡等級(jí)分為11個(gè)級(jí)別，每個(gè)級(jí)別間以2.5倍為增量，從要求最高的G0.4到要求最低的G4000。單位為公克×毫米/公斤(gmm/kg)，代表不平衡對(duì)于轉(zhuǎn)子軸心的偏心距離。如下表所示：