精密机械振动测试与分析动平衡老师王永鹏组员钟英英99912101.docVIP

精密機械振動測試與分析 動平衡 老師：王永鵬 組員：鐘英蔡坤原9A012121 張智揚9A012124 黃崇奕9A012144 什麼是動平衡 常用機械中包含著大量作旋轉運動的零部件，例如各種傳動軸、主軸、轉子等，在理想狀態下這些轉動部件旋轉或不旋轉時，對軸承產生的壓力是一樣的，而要達到這種理想狀態，必須要轉動部件材料完全均質、加工手法完美無尺寸誤差，再加上組裝時慣性軸完全重合，故現實中不可能存在如此完美平衡。 在現實機械當中，因為諸如：結構不對稱、材料不均質性、轉速不穩定、組裝偏心、軸承對心不準、液氣壓不平衡、熱變形或材料選用問題，產生轉動部件的不平衡狀態。 不平衡狀態可分為剛性轉子不平衡與撓性轉子不平衡兩大類。剛性轉子不平衡可區分為靜態不平衡、力偶不平衡與動態不平衡，其中薄型轉動件可視為靜態不平衡，可使用靜態平衡法來克服不平衡問題；力偶不平衡則為靜態平衡的非零力矩質心轉動、主慣量軸與質心中軸線偏移所產生，需要檢測雙平面動平衡；動態不平衡為靜態不平衡加上力偶不平衡狀態，同樣檢測雙平面動平衡。 對於撓性轉子，當轉速發生變化時，因離心力作用，轉子會發生變形；轉子的變形又改變了轉子不平衡量的分佈情況，這樣又改變了離心力的分佈。因此可以說：撓性轉子的不平衡狀態是隨轉速而變化的，即使在某一轉速下將轉子平衡好，但是轉子轉速一旦發生變化，它的平衡也就失去。因此，從理論上和實際應用上研究撓性轉子的平衡具有重要的意義。從理論上講，只有沿軸向無窮多個平面上附加校正質量，把轉子的每一薄片的偏心全部校正，才能使撓性轉子平衡。然而，這在實際中是不可行的。 對與動平衡，其標準也有正式的規範，ISO-1940為動平衡的直接規範，主要是針對剛性轉子，定義了在最大轉速下，可以接受的殘留不平衡量。 ISO-2372則為間接規範，主要是針對機械設備因不平衡而產生的振動。 如何達到動平衡 由於轉動元件的各種不平衡狀態，會對機械產生振動與磨耗，所以校正動平衡也就是提高機械穩定性跟使用壽命的不二選擇，故而對於不同的不平衡狀態，選用不同的量測手法與校正法來做調整。 在剛性轉子中，屬於靜態不平衡的使用靜態平衡法，主要依賴元件本身不平衡自重轉至最低處，予以減輕重量或於對角增重，使之達到平衡狀態。而力偶不平衡與動態不平衡，都必須做雙平面的量測與平衡校正；先於其中一平面，採用三點量測或是單點加相位量測，再於另一平面重覆一次並調整，來做為校正。 目前市面上已有專用於平衡校正的儀器，主要是適用靜態不平衡的重力式平衡機，與動、靜態不平衡皆可的離心式平衡機。但於平衡機上校正後，移至實際機械上，也可能還有安裝不正、軸承支撐力度不同、最高轉速不同等等的問題，因而再度產生不平衡狀態，所以，視元件情況來選擇如何校正也是很重要的一個步驟。 動平衡實例 機車輪胎 首先將平衡機架設好 接著放上輪胎，並固定 下一步設定平衡機的參數 設定完成即可開始量測，量測完按數據進行配重，然後再量測檢驗，直到完成平衡校正。 發動機部件 將發動機部件裝設至平衡機上 設定參數並開始量測 於不平衡處，使用鑽孔方式修正重量 反覆檢測，直至平衡達到容許範圍 心得 動平衡在機械中佔有非常重要的地位，尤其現今機械幾乎離不開藉由轉動作動的方式，所以良好的動平衡，不僅是在機械使用安全與壽命有幫助，也可以減少能量的無謂磨耗與流失，使作功更有力。 經過老師所教授的課程與報告的製作，對於動平衡有更深入的了解，明白動平衡的基礎原理、校正動平衡的思考方向與方法、動平衡的規範等，在這一門課程上又增長了不少知識。