基于虚拟仪器的动平衡机测量技术研究.pdfVIP

2014年8月 陕西理工学院学报（自然科学版） Aug.2014 第30卷第4期 Journal of Shaanxi University of Te hnology（Natural S ien e Edition） Vol.30 No.4  ［文章编号］1673-2944（2014）04 -0001-07 基于虚拟仪器的动平衡机测量技术研究 江宇飞， 杨明亮 （陕西理工学院机械工程学院，陕西汉中723000） ［摘 要］ 采用虚拟仪器技术研 DD-300B型动平衡机测量系统。研究了测量静不平衡、动 不平衡和综合动不平衡的方法，并探索了调整平衡的规律；提出了静平衡影响系数和动平衡影 响系数的概念，设计了试验方案，对动平衡影响系数、静平衡影响系数、左端影响系数和右端影 响系数进行了试验研究。按静力学的力和力矩平衡原则，可以求出静不平衡惯性力和动不平 衡惯性力矩对两个支座的作用力。研究结果表明，在支座上两个相等的静不平衡作用力与动 不平衡作用力，对输出信号的振幅影响是不同的。提出了综合动不平衡的优化调整方法。 ［关 键 词］ 动平衡机； 虚拟仪器； 测量系统 ［中图分类号］ TH877；TP273 ［文献标识码］ A 0 引 言 在各种机械设备中有大量的旋转部件和零件，由于零件结构和材质不均匀等原因，甚至设计时就具 有非对称的几何形状等多种因素［1］，导致这些选择件产生静不平衡和动不平衡。随着机械制造水平的 迅速提升，设备的运转速度也越来越高，例如早期汽车轮胎一般不进行动平衡检测，而现在汽车轮胎的 动平衡已经成了必须检测的指标。现在，企业在加工和制造设备的过程中，对动平衡的要求越来越高， 经常有企业到学校咨询并希望对企业研制的产品进行动平衡试验。 动平衡有三点法、影响系数法等，有刚性转子的动平衡和挠性转子的动平衡，有采用动平衡机的动 平衡和现场动平衡。近年来，随着虚拟仪器的快速发展，使动平衡测量技术有了很快的进步，但是在动 平衡测量中，为了提高测量的效率和精度，还是有许多问题值得研究。如动平衡过程中，有静不平衡量 和动不平衡量，各自在动平衡中的影响有多大，对影响系数有何影响，被测试件的质量及分布对动平衡 的影响等。 1 测量系统设计 1.1 测量装置 陕西理工学院机械基础实验室有一台型号为DD-300B 的动平衡试验机，是1978年由上海试验机 厂制造的。当时我国的电子技术水平还停留在电子管时代，测量电路复杂，体积庞大。通过对该动平衡 机进行分析，可以采用虚拟仪器技术开发一套测量系统，用于动平衡测量技术的研究。 收稿日期：2014-04-03 基金项目：陕西省火炬计划项目（2011HJ28） 作者简介：江宇飞（1988—），男，河南省罗山县人，陕西理工学院硕士研究生，主要研究方向为机械设备检测与诊断技术； ［通信作者］杨明亮（1954—），男，陕西省富平县人，陕西理工学院教授，硕士研究生导师，主要研究方向为流体传动与控 制、智能仪器。 ·1· 陕西理工学院学报（自然科学版） 第30卷 1.2 DD-300B动平衡试验机 图1为该动平衡机的结构图。在底座7上有两个工件支架1，工件支架上有摆动体10，摆动体上有 两个水平放置的支撑滚轮9，被测轴放在两个工件支架的滚轮上，上面通过转子压杆8压住被测试轴。 摆动体通过两个摆架簧片11悬挂在工件支架上，显然该动平衡机采用软支撑结构。控制系统通过双速 电机5带动万向节头2，带动工件实现两种转速的转动。当转子存在动不平衡时，转子的旋转形成了一 个强迫振动，由于摆动体通过簧片悬挂，在水平方向阻尼很小，摆动体就在水平方向产生振动。在每个 摆动体上安装有磁电传感器12，运转时传感器出现正弦电信号。 1.工件支架 2.万向节 3.分