摘  要  本文介紹一種新型砂輪及鋸片基體的動(dòng)平衡技術(shù)觉增，分析檢測(cè)過(guò)程的工作原理，振動(dòng)系統(tǒng)，平面分離原理叔三，對(duì)信號(hào)處理進(jìn)行分析，并從力學(xué)和電子計(jì)算機(jī)的角度進(jìn)行推導(dǎo)運(yùn)算俭谨。

    關(guān)鍵詞  基體  砂輪  動(dòng)平衡技術(shù)  不平衡量  平面分離 1  概述
    隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展硝拧，各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的大量涌現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的工作轉(zhuǎn)速越來(lái)越高葛假，許多旋轉(zhuǎn)機(jī)械都處在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)障陶，如刀具、磨輪聊训、發(fā)電機(jī)抱究、汽輪機(jī)、離心機(jī)带斑、電機(jī)轉(zhuǎn)子及汽車(chē)輪子等鼓寺。所以，即使存在很小的不平衡量勋磕，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生非常大的離心力妈候。轉(zhuǎn)子上不平衡離心力的存在，將會(huì)導(dǎo)致機(jī)器的轉(zhuǎn)子挂滓、軸承和安裝基礎(chǔ)等產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)苦银。據(jù)統(tǒng)計(jì)概率來(lái)看，由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻引起的振動(dòng)約占78%—90%杂彭。因此墓毒，失衡校正問(wèn)題在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中是一個(gè)非常突出的問(wèn)題。由于這些旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪聲嘱峦，加速軸承磨損笨墙，甚至嚴(yán)重影響產(chǎn)品的性能和使用壽命磺勋。為減少或消除機(jī)械振動(dòng)，平衡技術(shù)已日益引起廣泛重視刷粒，成為提高產(chǎn)品質(zhì)量必不可少的重要手段秉疚。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)零件及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的平衡校正問(wèn)題就越來(lái)顯得重要宵穆。
為了解決此類(lèi)問(wèn)題椅勿，針對(duì)基體及磨輪等不平衡問(wèn)題，研究出一種新型盤(pán)類(lèi)工件的動(dòng)平衡技術(shù)糯侍，下面介紹該動(dòng)平衡技術(shù)在測(cè)試盤(pán)類(lèi)工件不平衡量的工作原理扯际、平面分離原理及解算過(guò)程。
   
2  工作原理
    所有做動(dòng)平衡的工件洞逼，都需要轉(zhuǎn)動(dòng)注芯，或者被支承著旋轉(zhuǎn)。通過(guò)旋轉(zhuǎn)党饮，使工件中的不平衡量產(chǎn)生離心力引起擺架系統(tǒng)的振動(dòng)肝陪，通過(guò)傳感器將此機(jī)械振動(dòng)量變成電信號(hào)，經(jīng)濾波放大刑顺、鎖相倍頻氯窍、定標(biāo)調(diào)整和平面分離等運(yùn)
算電路，最后在顯示系統(tǒng)顯示出不平衡量的大小和相位蹲堂。在軟支承平衡機(jī)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)狼讨，通常可以用圖1所示的簡(jiǎn)圖來(lái)表示贯城。

   對(duì)于圖1所示的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)熊楼，若在距質(zhì)心為h 的平面上有不平衡量mr、忽略系統(tǒng)的阻尼和擺架的質(zhì)量能犯，由其振動(dòng)方程不難求得左、右兩支承處的振幅犬耻，它們分別是：
式中ω——轉(zhuǎn)子工作頻率踩晶；
ωx——靜不平衡力所引起的強(qiáng)迫振動(dòng)自振頻率；
ωθ——?jiǎng)硬黄胶饬ε妓鸬膹?qiáng)迫振動(dòng)自振頻率枕磁；
M——參振系統(tǒng)（包括轉(zhuǎn)子）總質(zhì)量子桩。
由（1-1）式可知，當(dāng)ω/ωx和ω/ωθ遠(yuǎn)大于1時(shí)涉捂，（1-1）式可以簡(jiǎn)化為：
從（1-2）式可以看出：左奄刊、右支承的振動(dòng)振幅與重徑積成正比，但相位相反渣冒。所以饱粟，只要使平衡機(jī)的工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)高于擺架支承系統(tǒng)的固有頻度元邻，就可由支承的振幅直接反映出重徑積。
為了減少軟支承平衡機(jī)中擺架支承系統(tǒng)的固有頻率掖阶，在保證支承穩(wěn)定的前提下咒付，可盡量減少?gòu)椈傻膭偠菿、支承距離l,并增加轉(zhuǎn)子和擺架的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Ix的增大將導(dǎo)致系統(tǒng)靈敏度的降低炮疲，而適當(dāng)?shù)販p少支承距離l則能起到比較顯著的效果枷斩。
軟支承平衡機(jī)的工作頻率通常是振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率的三倍以上，即ω≥3ωx和ω≥3ωθ虎叔。
   
3  平面分離原理
    根據(jù)剛性轉(zhuǎn)子可將其不平衡量簡(jiǎn)化至兩個(gè)任意選擇的校正平面上去的的原理和轉(zhuǎn)子的振動(dòng)方程可知:剛性轉(zhuǎn)子的任一校正面有不平衡量,必然要在左右兩個(gè)軸承上同時(shí)引起振動(dòng)受力狀態(tài), 如圖2所示味测。振動(dòng)的大小可以                                      
 
用左、右兩個(gè)傳感器來(lái)測(cè)量铺坞，以AL起宽，AR表示。
    設(shè)第I校正面上的不平衡量m1r1在左康震、右支承處引起的振幅分別為KL1m1r1和KR1m1r1燎含；第二校正面上的不平衡量m2r2在左、右支承處引起的振幅分別為KL2m1r2其中KL1腿短、KR1屏箍、KL2、KR2是與轉(zhuǎn)子的重量橘忱、重心位置赴魁、校正面位置及轉(zhuǎn)子慣性矩等有關(guān)的動(dòng)力影響系數(shù)。
這樣钝诚，左颖御、右支承處的振幅為：
由（1-4）式可知，只要能知道四個(gè)影響系數(shù)：KL1凝颇、KL2潘拱、KR1和KR2，就可以從測(cè)量得來(lái)的AL和AR值一起算出不平衡量m1r1末瘾、m2r2唠芋，因?yàn)閞1和r2已知，所示m1和m2可以求得讼舰，以上就是軟支承平衡機(jī)平面分離原理拧淘。對(duì)于鋸片及其基體，因其兩校正面之的距離相對(duì)于直徑來(lái)說(shuō)很小沦望，分離比很差族焰，一般采用單面平衡技術(shù)。
  
4  信號(hào)處理及平面分離運(yùn)算處理過(guò)程
    動(dòng)平衡機(jī)信號(hào)一般有基準(zhǔn)信號(hào)和不平衡量信號(hào)，基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器是平衡機(jī)的重要部件蚊凫。它所產(chǎn)生的信號(hào)是平衡機(jī)測(cè)量不平衡所在相位的基準(zhǔn)盲赚。獲得準(zhǔn)確的相位信號(hào)是提高平衡機(jī)一次減低率的關(guān)鍵之一】凵福基準(zhǔn)信號(hào)的相位相對(duì)于被測(cè)轉(zhuǎn)子而言是固定不變的聋寻，其頻率應(yīng)與被測(cè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速同步，基準(zhǔn)信號(hào)的獲得方法可以是光電的水导、無(wú)接觸式坠狡、基準(zhǔn)相位發(fā)電機(jī)等。不平衡量信號(hào)AL和AR是通過(guò)支承上的NL和NR經(jīng)傳感器傳入的遂跟，所以對(duì)傳感器要有以下的要求：
(1) 頻率特性好逃沿、靈敏度高、線(xiàn)性范圍寬幻锁、工作可靠等凯亮；
(2) 輸出（電信號(hào)）應(yīng)與輸入成正比。其誤差應(yīng)小于5%哄尔，即傳感器要有良好的線(xiàn)性度假消；
(3) 傳感器的長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性好；
(4) 對(duì)有兩個(gè)不平衡量信號(hào)的傳輸?shù)钠胶鈾C(jī)中岭接，兩個(gè)傳感器應(yīng)基本相同富拗，其靈敏度誤差不超過(guò)5%；
(5) 受溫濕度以及周?chē)姶艌?chǎng)的影響要小鸣戴。
根據(jù)上述分離原理啃沪，如果振動(dòng)系統(tǒng)中的阻尼可以忽略，KL1窄锅、KＲ1创千、ＫL2、KR2都是實(shí)系數(shù)或具有相同的幅角割对。信號(hào)處理及平面分離運(yùn)算測(cè)量流向示意圖揖姆，如圖3所示。信號(hào)是從左援漓、右傳感器輸入具有許多干擾承叫，必須經(jīng)過(guò)濾波放大器后才能得到正弦波，通過(guò)設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟彼使、硬件來(lái)完成校正Ⅰ、Ⅱ平面的分離運(yùn)算處理的目的激点，才能得到需要的AL接馏、AR信號(hào)，在顯示系統(tǒng)上得到不平衡量的大小和相位。

5  結(jié)束語(yǔ)
   （1）該系統(tǒng)的測(cè)試方法能有效地把工件的不平衡量產(chǎn)生的微弱振動(dòng)信號(hào)測(cè)量出來(lái)扇蚯，并進(jìn)行分離運(yùn)算役躬，準(zhǔn)確地計(jì)算出被檢工件兩端面的不平衡量大小及相位。與傳統(tǒng)的光電矢量瓦特表相比柿糖，本系統(tǒng)的微機(jī)分離解算法精度高纸兔，克服了零點(diǎn)漂移、光點(diǎn)低頻晃動(dòng)等現(xiàn)象否副。本系統(tǒng)帶有中心孔偏心補(bǔ)償修正功能汉矿，能克服因基體或磨輪加工內(nèi)孔時(shí)的偏差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
   （2）本系統(tǒng)不易受外來(lái)振動(dòng)的影響备禀，比硬支承機(jī)器的安裝簡(jiǎn)單洲拇、方便。
   （3）最小可達(dá)剩余不平衡量精度高曲尸，不平衡量減少率η（URR）≥96%赋续。
   （4）適用大批量高速工件產(chǎn)品的平衡的檢測(cè)。
   （5）該系統(tǒng)具有精度高另患、可靠性好纽乱、功能齊全、操作方便昆箕、顯示直觀(guān)等優(yōu)點(diǎn)鸦列，經(jīng)國(guó)內(nèi)著名的鋸片及基體生產(chǎn)廠(chǎng)家（如玉田鋸業(yè)、廈門(mén)金藏为严、佛山星華等）長(zhǎng)期使用升筛，效果非常滿(mǎn)意。

參考文獻(xiàn)
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