主軸動(dòng)平衡的方法
機(jī)床高速化的應(yīng)用和發(fā)展,要求主軸轉(zhuǎn)速提高。但機(jī)床主軸組零件在制造過程中,不可避免會(huì)因材質(zhì)不均勻、形狀不對(duì)稱、加工裝配誤差而導(dǎo)致重心偏離旋轉(zhuǎn)中心,使機(jī)床產(chǎn)生振動(dòng)和振動(dòng)力,引起機(jī)床噪聲、軸承發(fā)熱等。隨著轉(zhuǎn)速升高,不平衡引起的振動(dòng)越加激烈。
由于機(jī)床主軸組件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的變形很小,為了簡(jiǎn)化計(jì)算,故視其作為剛性轉(zhuǎn)子的平衡方法來處理。將轉(zhuǎn)子視作絕對(duì)剛體,且假定工作時(shí),不平衡離心力作用下的轉(zhuǎn)軸不會(huì)發(fā)生顯著變形。為此在這些條件下剛性轉(zhuǎn)子的許多復(fù)雜不平衡狀態(tài),可簡(jiǎn)化為力系不平衡來處理,即可在任意選定的兩個(gè)平面上增加或減去兩個(gè)等效于Ud1,和Ud2的動(dòng)平衡力使其平衡。 剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡一般為低速動(dòng)平衡,一般選用第一臨界轉(zhuǎn)速的1/3以下。
相關(guān)術(shù)語
· 不平衡:由于離心力的作用而在軸承上產(chǎn)生振動(dòng)或運(yùn)動(dòng)原因的轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布狀態(tài)。
· 殘留不平衡U:平衡處理后留下來的不平衡。
· 相對(duì)不平衡e:不平衡除以轉(zhuǎn)子質(zhì)量得到的值,它等于離心力對(duì)于軸中心的位移。
· 平衡程度G:是相對(duì)不平衡與指定角速度的乘積。
· 平衡處理:為使作用在軸承上的與旋轉(zhuǎn)速度同步的振動(dòng)和力處在指定限定以內(nèi),而對(duì)轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布進(jìn)行調(diào)整的作業(yè)。
· 滿鍵:是對(duì)具有鍵槽的旋轉(zhuǎn)軸和配合部件,進(jìn)行最終裝配時(shí)用的鍵或者等同的鍵。
· 半鍵:是對(duì)具有鍵槽的旋轉(zhuǎn)軸或者配合零件,各自單獨(dú)進(jìn)行動(dòng)平衡處理時(shí)使用的鍵。這種不平衡與最終組裝時(shí)用的鍵(埋在旋轉(zhuǎn)軸或配合部件的鍵槽中的不平衡)相當(dāng)。
剛性轉(zhuǎn)子不平衡且的表達(dá)和精度要求
1. 轉(zhuǎn)子平街程度G
也稱偏心速度,它不僅表示了轉(zhuǎn)子不平衡程度,而且還表示了轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心距與工作轉(zhuǎn)速間的關(guān)系。
G=e×w mm/s
e——相對(duì)不平衡,mm;
w——實(shí)際使用的最高角速度rad/s。如果用旋轉(zhuǎn)速度n(r/min)來代替,則:w=2pn/60
1.進(jìn)行由不平衡引起的振動(dòng)、力、噪聲等現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)室試驗(yàn),確定平衡程度。
2.通過計(jì)算求得作用到軸承上的不平衡力,達(dá)到軸承的允許限度時(shí)的允許不平衡,從而確定不平衡程度。
在JISBO905-1992標(biāo)準(zhǔn)中列出參考附表1,表中示出了對(duì)于形式、大小以及旋轉(zhuǎn)速度不同的有代表性剛性轉(zhuǎn)子,按經(jīng)驗(yàn)得到動(dòng)平衡程度等級(jí)的推薦值。
機(jī)床主軸平衡程度等級(jí)為G1、G2.5級(jí)機(jī)床主軸軸系的傳動(dòng)零件平衡程度等級(jí)為G6.3、G16。
高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械以及軸承剛性低的機(jī)械通常選用平衡程度值小的,相反選用大值。
另外,旋轉(zhuǎn)部份的質(zhì)量與機(jī)械整體質(zhì)量之比較小時(shí).通常選用的平衡程度值要大。