1. 不平衡发生的原因
- 转子不对称的设计(如根据DIN 69871规定的刀柄抓握槽或是Welden刀柄的夹持螺钉)。
- 不对称的质量分布是由于受到制造公差引起的径向偏摆,如锥形刀具外径的径向摆动。
- 定位误差发生在构成转子几个零部件的装配过程中,如铣削主轴和刀柄,刀柄和刀具。
- 在转子轴承发生的径向偏摆,如主轴轴承。
转子的重心位于转轴外。
Mu = 不平衡量(以g单位表示)
r = 距离转轴的不平衡量(以mm单位表示)
M = 转子量,(以kg单位表示)
e = 距离转轴的重心(以μm单位表示)
FF = 离心力
静态不平衡的大小: U = Mu*r = M*e
不平衡的单位: [U] = g * mm = kg * μm
重心的位置是在转轴
MU1,MU2 = 不平衡量(以g单位表示)
r = 距离转轴的不平衡量(以mm单位表示)
M = 转轴量(以kg单位表示)
FF1,FF2 = 离心力
MU1 = MU2
FF1 = FF2
静态和力偶不平衡的组合
动平衡是用来对转子上非对称质量分布进行重新补偿。
可以通过下列各点来实现:
补偿不平衡的静态部分
不平衡的完整补偿(静态和力偶不平衡)
DIN ISO1940-1(原先为2060 VDI指南)规定了用于测量不平衡和动平衡的原则。动平衡精度是用平衡质量等级G(原先:Q)来表示。
动平衡质量等级只能适用于转子特定的操作速度。
从转子的平衡质量等级,转子操作速度和转子重量可以计算出容许的剩余不平衡量。
U容许不平衡量 = (G•M)/n • 9549
U容许不平衡量 = 容许的不平衡量,以gmm单位来表示
G = 平衡质量等级
M = 转子质量 , 以kg单位表示
n = 转子的操作速度 , 以min-1单位表示
9549 = 测量单元转换后所产生的常数因子。
例如:
容许的剩余不平衡量如下图所示。
上述的例子得到容许的剩余不平衡为1.3gmm。为了说明这个值的有效性,必须把不平衡量转换成偏心率
U容许不平衡量 = M * e容许不平衡量
e容许不平衡量 = U容许不平衡量 / M = 1.3gmm/800g = 0.0016 mm = 1.6 μm
因此,距离转轴的刀柄重心最多可以偏移1.6μ。动平衡进行时,转轴被当成是锥柄或空心锥柄的轴。刀具在铣床是绕着主轴转动。
就算是新的主轴也有 高达5μm的径向偏摆(等于偏心率e = 2.5μm)
另一例子:
平衡质量等级G = 1
操作速度n = 40,000 l/min
刀具重量M = 0.8kg
U容许不平衡量 = 0.2gmm
e容许不平衡量 = 0.3μm
这里容许无法在现实中实现的偏心率。
更换刀具时,即使品质优良的主轴也会有1-2μm的重复定位精度。
少许的脏污基本会破坏测量精度。
铣削主轴的总不平衡量是受多种因素的影响:
总结:
容许小于1gmm的剩余不平衡量是不切实际的。