现场动平衡的原理及分离解算

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【导读】有些回转体系统体积巨大，以至于没有合适的动平衡机能支承运行；有些小厂不具备利用动平衡机进行平衡的工作条件；有些回转体的工作环境为高热或高电磁场等，由于热变形或磁滞伸缩变形等，使在动...

有些回转体系统体积巨大，以至于没有合适的动平衡机能支承运行；有些小厂不具备利用动平衡机进行平衡的工作条件；有些回转体的工作环境为高热或高电磁场等，由于热变形或磁滞伸缩变形等，使在动平衡机上已达到的平衡遭到破坏；又由于运输或维修等原因，需要对平衡好的回转体重新进行组装；所有这些情况，均需要进行现场动平衡解决。现场动平衡可以包括进行单面静平衡及对柔性回转体的动平衡。

进行静平衡的方法很简单，首先在回转体附加支承处（Z好离校正面距离Z短），振动较大的方向（通常为水平方向）上，安置传感器，并接通一个测振仪，启动回转体至工作转速下记录振动响应的大小，高读数为X，对应着被测的不平衡量U，并存在关系式U=kx，对于刚性回转体而言，在固定的转速下，不论是硬支承还是软支承，k一定是个常数，所以也一定存在矢量关系式U=kx。为求出矢量x的角度（或相位）可采用转们两次法进行测量计算。即在回转体半径为R（mm）任意位置上，安置一块校验质量M（g），然后启动回转体至相同的转速下，记录此时的振动响应，高读数为x1,显然，x1为原不平衡量U及校验不平衡量U1=MR共同作用产生的，即kx1=U+Ut.将校验质量M（g）转位180o，重新安置后再次启动回转体至相同转速下，记录此时的振动响应，高读数为X2，应有kx2=U-Ut，因而利用图解的方法，很容易求解矢量方程。

对于需要进行双面平衡的回转体，应使用能测量相位的现场动平衡测试仪器，因而需要在回转体上设置其准信号发生器，常用光电式，也有使用由支承处的振动信号触发的同步闪光灯，由于人眼的视觉暂停现象，会学得观察到的回转体，处于静止状态。需要预先在校正面上设置了0°，90°，180°…等角度标记，便可在同步内光的情况下，便可以观察出设置的0°角度标记与某固定位置（例如水平方向）之间的夹角了。

有了其准信号，能确定支承处振动响应的复振幅XL及XR，便可按系数影响法计算不平衡量的大少了。进行现场动平衡时，通常并不知道系统的刚度矩阵或质量矩阵，也不容易确定支承的刚度或阴尼特性，以便进一步简化动刚度矩阵，这时可通过实验的方法，求出系统的动柔度矩阵，再通过求逆矩阵，求出刚度矩阵。这个方法称为影响系数法，在柔性回转体多校正面平衡中，也得到广泛应用。

影响系数法采用复数进行运算比较方便，其系数矩阵元素，也为复数，因而可以考虑阴尼的影响，而不像软支承动平衡机或硬支承动平衡机那样尽量减小支承的阴尼，并在分离解处时，将其略去不计。影响系数矩阵元素为数值，测试时，均应在固定转速下进行，转速变了，影响系数矩阵值也就变了。

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2004-11-04 09:23:09

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