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

平衡機是用于測定轉(zhuǎn)子不平衡的儀器,是測量結(jié)果對轉(zhuǎn)子的不平衡量進行校正,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動或作用于軸承上的振動減少到允許的范圍內(nèi),以達到減少振動、改善性能和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。平衡機任何轉(zhuǎn)子在圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)時,由于相對于軸線的質(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)子軸承上會引起振動,產(chǎn)生噪聲和加速軸承磨損,以致嚴重影響產(chǎn)品的性能和壽命。電機轉(zhuǎn)子、機床主軸、內(nèi)燃機曲軸、汽輪機轉(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)正常地運轉(zhuǎn)。

根據(jù)平衡機測出的數(shù)據(jù)對轉(zhuǎn)子的不平衡量進行校正,可改善轉(zhuǎn)子相對于軸線的質(zhì)量分布,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動或作用于軸承上的振動力減少到允許的范圍之內(nèi)。因此,平衡機是減小振動、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量和校正兩個步驟,平衡機主要用于不平衡量的測量,而不平衡量的校正則往往借助于鉆床、銑床和點焊機等其他輔助設(shè)備,或用手工方法完成。有些平衡機已將校正裝置做成為平衡機的一個部分。

重力式平衡機和離心力式平衡機是兩類典型的平衡機。重力式平衡機一般稱為靜平衡機。它是依賴轉(zhuǎn)子自身的重力作用來測量靜不平衡的。

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

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。當轉(zhuǎn)子不存在不平衡量時,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原點。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指示器上的光點便離開原點。根據(jù)這個光點偏轉(zhuǎn)的坐標位置,可以得到不平衡量的大小和位置。

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

離心式平衡機是在轉(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,或作用于支承的振動力來測量不平衡。其按校正平面數(shù)量的不同,可分為單面平衡機和雙面平衡機。單面平衡機只能測量一個平面上的不平衡(靜不平衡),它雖然是在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時進行測量,但仍屬于靜平衡機。雙面平衡機能測量動不平衡,也能分別測量靜不平衡和偶不平衡,一般稱為動平衡機。

離心力式平衡機按支承特性不同,又可分為軟支承平衡機和硬支承平衡機。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。這種平衡機的支承剛度小,傳感器檢測出的信號與支承的振動位移成正比。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,這種平衡機的支承剛度大,傳感器檢測出的信號與支承的振動力成正比。

平衡機的主要性能用最小可達剩余不平衡量,和不平衡量減少率兩項綜合指標表示。前者是平衡機能使轉(zhuǎn)子達到的剩余不平衡量的最小值,它是衡量平衡機最高平衡能力的指標；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,一般用百分數(shù)表示。

在現(xiàn)代機械中,由于撓性轉(zhuǎn)子的廣泛應用,人們研制出了撓性轉(zhuǎn)子平衡機。這類平衡機必須在轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進行無級調(diào)速；除能測量支承的振動或振動力外,還能測量轉(zhuǎn)子的撓曲變形。撓性轉(zhuǎn)子平衡機有時安裝在真空防護室內(nèi),以適合汽輪機之類轉(zhuǎn)子的平衡,它配備有抽真空系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、潤滑油除氣系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理用計算機系統(tǒng)等龐大的輔助設(shè)備。

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

平衡機發(fā)展迄今已經(jīng)有一百多年的歷史。1866年,德國西門子公司發(fā)明了發(fā)電機。4年后,加拿大人Henry Martinson申請了平衡技術(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年制作了第一臺雙面平衡機。直到上世紀末40年代,所有的平衡工序都是在采用純機械的平衡設(shè)備上進行的。轉(zhuǎn)子的平衡轉(zhuǎn)速通常取振動系統(tǒng)的共振轉(zhuǎn)速,以使振幅最大。在這種方式下測量轉(zhuǎn)子平衡,測量誤差較大,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)備都采用了電子測量技術(shù)。平面分離電路技術(shù)的平衡機有效的消除了平衡工件左右面的相互影響。電測系統(tǒng)從無到有經(jīng)歷了閃光式,瓦特計式,數(shù)字式,微機式等階段,最后出現(xiàn)了自動平衡機

隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展,需要進行平衡的零件越來越多,批量亦越大。為了提高勞動生產(chǎn)率,改善勞動條件,各工業(yè)國家早在二十世紀五十年代就對平衡自動化技術(shù)進行了研究,并相繼制造出了半自動平衡機和動平衡自動線。我國在五十年代末期由于生產(chǎn)發(fā)展的需要,也開始對此逐步加以研究。進行了曲軸全自動平衡機的研制,并做出了試驗樣機,邁出了我國動平衡自動化技術(shù)研究的第一步。六十年代后期,又開始研制我國第一條數(shù)控六缸曲軸動平衡自動線,并于一九七零年試制成功。平衡試驗機的微處理機控制技術(shù)是目前世界動平衡技術(shù)發(fā)展的方向之一。

靜平衡機和動平衡機

重力式平衡機和離心力式平衡機是兩類典型的平衡機。重力式平衡機一般稱為靜平衡機。它是依賴轉(zhuǎn)子自身的重力作用來測量靜不平衡的。

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

離心式平衡機是在轉(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,或作用于支承的振動力來測量不平衡。其按校正平面數(shù)量的不同,可分為單面平衡機和雙面平衡機。單面平衡機只能測量一個平面上的不平衡(靜不平衡),它雖然是在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時進行測量,但仍屬于靜平衡機。雙面平衡機能測量動不平衡,也能分別測量靜不平衡和偶不平衡,一般稱為動平衡機。

軟支承動平衡機和硬支承動平衡機

離心力式平衡機按支承特性不同,又可分為軟支承動平衡機和硬支承動平衡機。

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平衡機。這種平衡機的支承剛度小,傳感器檢測出的信號與支承的振動位移成正比。具有受外界振動信號影響小、測量精度高、適用于大批量生產(chǎn)的特點。

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平衡機,這種平衡機的支承剛度大,傳感器檢測出的信號與支承的振動力成正比。具有可在低轉(zhuǎn)速下平衡,操作簡單方便、安全性能好的特點。

20世紀70年代以前的動平衡機都是軟支承,70年代出現(xiàn)的硬支承動平衡機可以說是動平衡機發(fā)展史上的一次飛躍,它使傳統(tǒng)的軟支承動平衡機的動態(tài)調(diào)整代之以靜態(tài)下的尺寸設(shè)定,從而形成永久標定的動平衡機。所謂永久標定,就是新機器校正一次后,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就要重新校正。

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

根據(jù)平衡機測出的數(shù)據(jù)對轉(zhuǎn)子的不平衡量進行校正,可改善轉(zhuǎn)子相對于軸線的質(zhì)量分布,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動或作用于軸承上的振動力減少到允許的范圍之內(nèi)。因此,平衡機是減小振動、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量和校正兩個步驟,平衡機主要用于不平衡量的測量,而不平衡量的校正則往往借助于鉆床、銑床和點焊機等其他輔助設(shè)備,或用手工方法完成。有些平衡機已將校正裝置做成為平衡機的一個部分。

重力式平衡機和離心力式平衡機是兩類典型的平衡機。重力式平衡機一般稱為靜平衡機。它是依賴轉(zhuǎn)子自身的重力作用來測量靜不平衡的。

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。當轉(zhuǎn)子不存在不平衡量時,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原點。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指示器上的光點便離開原點。根據(jù)這個光點偏轉(zhuǎn)的坐標位置,可以得到不平衡量的大小和位置。

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

離心式平衡機是在轉(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,或作用于支承的振動力來測量不平衡。其按校正平面數(shù)量的不同,可分為單面平衡機和雙面平衡機。單面平衡機只能測量一個平面上的不平衡（靜不平衡）,它雖然是在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時進行測量,但仍屬于靜平衡機。雙面平衡機能測量動不平衡,也能分別測量靜不平衡和偶不平衡,一般稱為動平衡機。

離心力式平衡機按支承特性不同,又可分為軟支承平衡機和硬支承平衡機。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。這種平衡機的支承剛度小,傳感器檢測出的信號與支承的振動位移成正比。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,這種平衡機的支承剛度大,傳感器檢測出的信號與支承的振動力成正比。

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

一個不平衡的轉(zhuǎn)子在其旋轉(zhuǎn)過程中對其支承結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生一個壓力,并導致振動。因此,對轉(zhuǎn)子的平衡是十分必須的。平衡機就是對轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進行動平衡校驗,動平衡的作用是：

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

4、延長支承部件（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。

平衡機拖動轉(zhuǎn)子的傳動方式有圈帶拖動,聯(lián)軸節(jié)拖動和自驅(qū)動。

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

2、聯(lián)軸節(jié)拖動：是利用萬向節(jié)將平衡機主軸與轉(zhuǎn)子相聯(lián)接。聯(lián)軸節(jié)拖動的特點是 適合外表不規(guī)則的轉(zhuǎn)子,可以傳遞較大的扭矩,適合拖動風機等風阻較大的轉(zhuǎn)子,聯(lián)軸節(jié)拖動的缺點是聯(lián)軸節(jié)本身的不平衡量會對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生影響（因此聯(lián)軸節(jié)在使 用前要對其進行平衡）,也會引進干擾影響平衡的精度,此外還要做大量的連接 盤以適應不同型號的轉(zhuǎn)子。

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

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

平衡機專用變頻器特點：

低頻轉(zhuǎn)矩輸出180% ,低頻運行特性良好

輸出頻率最大600Hz,可控制高速電機

全方位的偵測保護功能(過壓、欠壓、過載)瞬間停電再起動

加速、減速、動轉(zhuǎn)中失速防止等保護功能

電機動態(tài)參數(shù)自動識別功能,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性

高速停機時響應快

豐富靈活的輸入、輸出接口和控制方式,通用性強

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

平衡精度等級的合理選用：

不平衡量的簡化計算公式：

M ————- 轉(zhuǎn)子質(zhì)量 單位(kg)

G ——————精度等級選用 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)